WO2017045995A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil und 3d-drucker damit - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauteil und 3d-drucker damit Download PDF

Info

Publication number
WO2017045995A1
WO2017045995A1 PCT/EP2016/071202 EP2016071202W WO2017045995A1 WO 2017045995 A1 WO2017045995 A1 WO 2017045995A1 EP 2016071202 W EP2016071202 W EP 2016071202W WO 2017045995 A1 WO2017045995 A1 WO 2017045995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pixels
radiation
transport channels
semiconductor device
semiconductor component
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/071202
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Gmeinwieser
Norwin Von Malm
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to DE112016004248.5T priority Critical patent/DE112016004248B4/de
Priority to US15/757,289 priority patent/US10906235B2/en
Publication of WO2017045995A1 publication Critical patent/WO2017045995A1/de
Priority to US17/164,456 priority patent/US11745415B2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295—Heating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor component is specified.
  • a 3D printer is specified.
  • An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor component with which efficient fast 3D printing can be realized.
  • This object is achieved, inter alia, by an optoelectronic semiconductor component and by a 3D printer with the
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device a carrier.
  • the carrier is preferably that component of the semiconductor device which carries and supports it mechanically.
  • the carrier is mechanically rigid, so that in
  • the carrier may be electronically functionalized.
  • the carrier then includes electronic components to one
  • this includes
  • Semiconductor component a plurality of individually controllable, radiation-emitting pixels during operation.
  • the pixels are each from or at least one
  • the Pixels formed by individual LEDs short LEDs. It is likewise possible for the pixels to be realized by pixels within a light-emitting diode chip. Also
  • the pixels are attached to the carrier.
  • the pixels are soldered or glued to the carrier.
  • the carrier itself is a growth substrate of a semiconductor material for the pixels or that the carrier is different from a growth substrate.
  • the transport channels are in the intended use of the
  • Semiconductor device for transporting a gas and / or a liquid through the semiconductor device
  • Liquid takes place predominantly or exclusively in the direction transverse to a radiation exit side of the
  • Cross means in particular in one
  • Radiation exit side for example at an angle of at least 45 ° or 60 ° and / or of at most 90 ° or 85 °.
  • the radiation exit side is in particular a plane, real or fictitious surface on which the radiation generated in operation in the semiconductor component from this
  • the radiation exit side comprises partially or completely radiation-emitting
  • Boundary surfaces and / or tops of the pixels are Boundary surfaces and / or tops of the pixels.
  • Transport channels to a transport of the gas or Set up liquid towards the radiation exit side in particular exclusively towards the radiation exit side. That is, in the intended use of the
  • Semiconductor device is no or no significant
  • the transport channels then form a kind of one-way street for the gas and / or the liquid.
  • Across the entire semiconductor device away is preferably the same transport direction or
  • the pixels are adapted to radiation with a maximum intensity wavelength, also referred to as peak wavelength, of
  • the maximum intensity wavelength is at least 200 nm or 300 nm or 330 nm.
  • the pixels become ultraviolet
  • this includes
  • Optoelectronic semiconductor device comprises a carrier and a plurality of individually controllable, in operation radiation emitting pixels.
  • the pixels are formed of at least one semiconductor material and on the
  • the semiconductor device includes a
  • a plurality of transport channels which are used to transport a gas and / or a liquid through the semiconductor device in the direction transverse to and, within the
  • the Pixels intended to emit radiation having a maximum intensity wavelength of 470 nm or less.
  • the liquid is preferably structured in an optically directly layered manner, so that the product to be produced is illuminated
  • a 3D object sequentially emerges from a powder bath by selectively heating or illuminating portions of the powder
  • Oxygen-permeable membrane through a two-dimensional image projected into a pressure fluid. Close to Oxygen-permeable membrane is a zone in which a comparatively high oxygen content is present and in which thus no curing of the hydraulic fluid takes place. The 3D object to be produced is pulled away from the oxygen-permeable membrane, as a result of which pressure fluid constantly flows in from the sides.
  • all the pixels of the semiconductor component are produced from the same semiconductor layer sequence. For example, a
  • the semiconductor layer sequence is thus constructed the same over all pixels.
  • a position of the pixels relative to one another is opposite to the grown semiconductor layer sequence by the etching and by the positioning on the support
  • Semiconductor layer sequences each containing a plurality of pixels, are in turn mounted in a matrix on the carrier and thus form the semiconductor device.
  • a multiplicity of light-emitting diode chips or even laser diode chips are located on the carrier. It is possible that each of the
  • Pixels is formed by exactly one such chip.
  • the light-emitting diode chips are, for example, so-called flip-chips.
  • the transport channels are in this case, for example, by drilling through the
  • the transport channels are arranged in intermediate spaces between the chips, it being possible for there to be a potting body between adjacent chips, which may have holes for the transport channels.
  • one or some or most or each of the pixels is associated with one or more of the transport channels.
  • each of the pixels is exactly one of the transport channels
  • most pixels mean at least 50% or 80% or 95% of the pixels. It is possible that in the semiconductor device, an activation of the pixels to a control of the transport channels
  • all transport channels or at least a part of the transport channels, seen in plan view are located between adjacent pixels.
  • the transport channels or at least a part of the transport channels, in plan view are located between adjacent pixels.
  • adjacent ones are
  • Pixels separated by a trench That is, the pixels may then project beyond remaining areas of the carrier and be formed as elevations.
  • the ramparts preferably circumnavigate the pixels in a closed path in each case.
  • the ramparts can overhang the pixels. That is, a material of the ramparts then rises above the
  • the ramparts may be formed of the same material as the carrier, for example of a semiconductor material, or of a material other than the carrier, for example a metal, a plastic or a ceramic.
  • Transport channels seen in plan view, on or in the ramparts or at or in the trenches between the pixels.
  • An arrangement grid of pixels can be equal to one
  • the pixels on sidewalls have a radiation-impermeable one
  • the coating can be used in the
  • Pixels produced radiation reflective or absorbent are produced radiation reflective or absorbent.
  • a reflective coating is formed for example of a metal or a reflective, appearing about white potting.
  • An absorbing coating is formed, for example, from a dark or black plastic or photoresist or from a semiconductor material, which compared to that in the
  • Pixels generated radiation has a smaller band gap.
  • the coating is in particular
  • the reflective coating may have a constant thickness or show a thickness profile.
  • the pixels taper in the direction away from the common carrier.
  • a cross-sectional area of the pixels in the direction away from the carrier then becomes smaller.
  • Side walls of the pixels may then be inclined towards the carrier.
  • Radiation exit side have a constant cross section and thus are not thinner or thicker.
  • upper sides of the pixels facing away from the carrier are designed as a lens, in particular as a converging lens.
  • the tops or at least part of the tops are then convexly curved.
  • a radiation characteristic of the pixels is adjustable.
  • the tops can be provided with microlenses or with a roughening to improve light extraction.
  • the pixels are each free of a phosphor. Of the pixels and thus of the semiconductor device is thus only
  • the carrier is formed from a semiconductor material, preferably from silicon. In other words, it is in particular a silicon carrier.
  • the carrier is then preferably one
  • the carrier comprises drive transistors for the pixels.
  • the pixels are individually and independently controllable.
  • the drive transistors are formed in particular in CMOS technology or as a TFT circuit in or on the carrier. According to at least one embodiment, the
  • the pixels are closer to the radiation exit side than the respective associated drive transistors.
  • Pixels are preferably in a common plane, as well as this may apply to the drive transistors.
  • the pixels and / or radiation-emitting areas of the pixels taken together in plan view cover an area fraction of at least 15% or 25% or 40% of the area
  • this area proportion is at most 75% or 50% or 40%.
  • all pixels are preferably circumscribed by a smallest circumferential line, and the area within this circumferential line, seen in plan view, is the total area of the radiation exit side.
  • this area proportion is at most 60% or 45% or 30%.
  • the transport channels take one a comparatively large proportion of the radiation exit side.
  • the pixels have an average edge length of at least 2 ym or 10 ym or 25 ym.
  • the average edge length of the pixels is at most 500 ym or 200 ym or 100 ym. It is possible for a mean distance between adjacent pixels to be at least 1 ym or 5 ym or 10 ym and / or at most 100 ym or 50 ym or 25 ym.
  • Radiation exit side an average diameter of at least 2.5 ym or 5 ym or 20 ym and / or of at most 200 ym or 100 ym or 50 ym on.
  • the transport channels are adapted to transport liquids having a viscosity of at least 5 Pa.s or 10 Pa.s or 20 Pa.s and / or at most 100 Pa.s or 50 Pa.s or 40 Pa.s.
  • the transport channels are preferred for a volume flow of at least 0.4 ml / cm 2 -min or
  • the pixels each have an active zone.
  • the active zone is preferably located between an n-type and a p-type semiconductor region of the pixels.
  • the active zone is penetrated by electrical vias.
  • the individual pixels are constructed as described in the publication US 2015/0014716 AI. In this way, it is possible that the carrier facing away from
  • the 3D printer preferably comprises at least one optoelectronic
  • Features of the semiconductor device are therefore also for the 3D printer
  • the pixels are set up to irradiate a radiation-curable printing fluid with two-dimensional sectional images of a 3D object to be printed.
  • the 3D object is composed of a sequence of two-dimensional sectional images.
  • Radiation exit side curved for example in the form of a cone shell or a cylinder jacket is designed.
  • Radiation exit side curved for example in the form of a cone shell or a cylinder jacket is designed.
  • the pressure fluid is cured optically directly by the radiation emitted by the pixels. This means, for example, that no optically active element such as a mirror or a lens between the pixels and the pressure fluid is attached.
  • the curing zone is one such
  • the 3D printer comprises one or more optoelectronic semiconductor components in which a plurality of individual carriers are mounted on a carrier
  • the pixels are set up to emit two-dimensional sectional images of a 3D object to be printed during operation of the 3D printer and to irradiate a printing fluid with corresponding sectional images in order to cure the 3D object by curing the 3D object
  • Compound pressure fluid There is one
  • Radiation exit side of the semiconductor device in the middle preferably just shaped and irradiation of the
  • the 3D printer comprises at least one optoelectronic semiconductor device, as in conjunction with one or more of the above
  • Semiconductor devices comprises.
  • the inhibited zone in the intended operation of the 3D printing substrate, has a thickness that is at least 5% or 10% or 25 -6
  • the thickness of the pixels in plan view is determined.
  • the thickness of the pixels in plan view is determined.
  • inhibited zone at most 300% or 200% or 100% of the average edge length of the pixels.
  • inhibition takes place in the inhibited zone by the addition of the gas, preferably by the addition of oxygen into the pressure fluid. That is, by the addition of gas, especially oxygen, is achieved locally in the inhibited zone that no
  • Curing of the hydraulic fluid can be done.
  • the addition of oxygen takes place through a gas transport element. Since the gas transport element in particular transports oxygen, the gas transport element is hereinafter referred to as
  • oxygen transport member referred.
  • the oxygen transport element is designed flat and has a planar shape. Furthermore, that is
  • Oxygen transport element preferably parallel to the
  • Oxygen transport element in direct contact with the Hydraulic fluid.
  • the inhibited zone is adjacent to the surface and directly to the oxygen transport element.
  • the oxygen transport element is a membrane through which the gas, in particular oxygen, is transported. Furthermore, in this case, the oxygen transport element is permeable to the radiation emitted by the at least one semiconductor component during operation. In addition, preferably no oxygen is carried by the oxygen transport element
  • the oxygen transport element is then to be regarded as a plane-parallel, transparent plate within or through which a beam deflection, beam deflection or beam scattering is negligible. If the oxygen transporting element is such a membrane, the semiconductor component further preferably directly adjoins a side of the printing medium that faces away from the pressure fluid
  • the transport channels may be formed as micropores, which are set up exclusively for the transport of the gas. In particular, no transport of the printing fluid or other materials takes place through the transport channels.
  • Hydraulic fluid The hydraulic fluid in the
  • Transport channels is preferred with gas, especially with
  • Oxygen is inhibited.
  • the 3D printer and / or the semiconductor component comprises a heater.
  • the heater is designed to have a viscosity of
  • the heater can be in the
  • Support of the at least one semiconductor device may be integrated or mounted directly on the carrier.
  • the heater is spaced from the carrier within the 3D printer.
  • the heating is arranged such that a temperature of the pressure fluid when passing through the transport channels is at least 40 ° C. or 50 ° C. or 60 ° C. Alternatively or additionally, by the heating, a temperature of the pressure fluid of at most 100 ° C or 80 ° C or 60 ° C in the
  • the 3D printer is a stationary device.
  • the 3D printer is designed as a handheld device.
  • the 3D printer can be designed as an extruder
  • a 3D printing process is specified.
  • the method is performed with a 3D printer as in conjunction with one or more of the above
  • FIGS 1 to 6 and 14 are schematic sectional views of embodiments of optoelectronic semiconductor devices described herein for 3D printers described herein, and
  • Figures 7 to 13 are schematic sectional views of
  • Figure 1 is an embodiment of a
  • the semiconductor device 1 comprises a carrier 5, in which drive transistors 55 are integrated in silicon technology.
  • pixels 20 are electrically controlled.
  • the pixels 20 are produced from a single, coherent semiconductor layer sequence 2.
  • the pixels 20 each have an n-type semiconductor region 21 and a p-type semiconductor region 23, between which an active region 22 is located.
  • the n-type semiconductor region 21 is electrically contacted via the n-electrode 81 and via plated-through holes 25.
  • a reflective coating 6 is applied to side walls 26 of the pixels 20.
  • the reflective coating 6 is impermeable to radiation R which enters the
  • a radiation exit side 10 of the semiconductor device 1 comprises upper sides 27 of the
  • All tops 27 are flat and lie in the radiation exit side 10. In the direction away from the carrier 5, the individual pixels 20 narrow continuously.
  • the reflective coating 6 completely covers the sidewalls 26.
  • the semiconductor device 1 includes transport channels 3, which are arranged for the transport of gases and / or liquids through the semiconductor device 1 therethrough.
  • Transport channels 3 extend from an underside of the carrier 5, which faces away from the semiconductor layer sequence 2, to trenches between the pixels 20.
  • the transport channels 3 also penetrate the reflective coating 6. It is possible for each of the pixels 20 to be one or more of the pixels Transport channels 3 is assigned.
  • the transport channels 3 extend in the direction perpendicular to the radiation exit side 10 through the semiconductor device 1 therethrough. Notwithstanding the illustration in Figure 1, it is optionally possible that the transport channels 3 each have a
  • control unit via which a flow of the gas and / or the liquid through the respective transport channel 3 is controllable.
  • the pixels 20 have a common p-contact and individually
  • controllable n-contacts Alternatively, it is also possible that a common n-contact and individually
  • controllable p-contacts are present.
  • the tops 27 of the pixels 20 may be provided over the entire surface or only in some areas with a roughening in places a decoupling of radiation from the
  • the active zone 22 and the n-type semiconductor region 21 between adjacent pixels 20 are removed in trenches. Notwithstanding the illustration of Figure 1, such trenches between the pixels 20 and thus also the reflective coating 6 may be completely absent. In this case, the n-type semiconductor region 21, the p-type semiconductor region 23, and the active region 22 may be contiguous. To control the local light extraction is then
  • the transport channels 3 can be located at intersections of a grid formed by the pixels 20 or at side edges of the pixels 20.
  • the semiconductor device 1 In the embodiment of the semiconductor device 1, as shown in connection with Figure 2, are between the pixels 20 for the radiation impermeable walls 4.
  • the ramparts 4 project beyond the pixels 20, in the direction away from the carrier 5.
  • the transport channels 3 are within the Ramps 4.
  • the ramparts 4 can be concave in cross section or, deviating from the illustration in FIG. 2, also have flat, oblique side surfaces.
  • the ramparts 4 can be flush with the pixels 20, in the direction away from the carrier fifth
  • a shape of the pixels 20, seen in plan view may be square, rectangular, circular, triangular or hexagonal. Also, an arrangement of the pixels 20, seen in plan view, take place in a square, rectangular or hexagonal grid. Seen in plan view of the radiation exit side 10, the transport channels 3, as in all other embodiments, have a circular base. It is also possible that the transport channels 3, seen in plan view, are formed as a slot.
  • Transport channels 3 can be at side edges of the pixels or at intersections of trenches or ramparts, seen in plan view.
  • Transport channels 3 as far away from the light radiating top 27 of the pixels 2 is removed. This makes it possible that an undesirable solidification of a
  • the transport channels 3 are seen in cross-section and designed on a side facing away from the carrier 5 Y-shaped.
  • the transport channels 3 more outlet openings on the walls 4.
  • the exit openings point towards an area directly above the topsides 27.
  • Transport channels 3 can be produced, for example, by anisotropic etching along several directions. Lying the
  • Transport channels 3 approximately at a corner region of the pixels 20, so a number of outlet openings per transport channel 3 is preferably equal to a number of abutting
  • Pixels 20, so then each of these pixels 20 may be associated with one of the outlet openings.
  • the reflective coatings 6 are applied to the side walls 26 of the pixels 20.
  • the reflective coatings 6 simultaneously form boundary walls 36 of the transport channels 3, at least in the region of the semiconductor layer sequence 2.
  • the reflective coatings 6 and the Transport channels 3, the semiconductor layer sequence 2 project beyond, in the direction away from the carrier. 5
  • the radiation exit side 10 in this case represents a middle plane of the upper sides of the lenses 7.
  • the reflective coatings 6 cover the side walls 26 of the lenses 7 in part, openings of the transport channels 3 are offset relative to the radiation exit side 10 in the direction towards the carrier 5.
  • the lenses 7 are preferably each mirror-symmetrical to axes perpendicular to
  • Radiation exit side 10 shaped.
  • the lenses 7 may be asymmetrically shaped or may each be replaced by a plurality of microlenses.
  • Pixels 20 and not between the pixels 20 are then surrounded all around by a closed path of the associated pixel 20. Adjacent pixels 20 are separated from each other by the reflective coatings 6. Also in this embodiment, a control of the transport channels 3 and the associated pixels 20
  • the boundary walls 36 of the transport channels 3 are impermeable to the radiation R formed.
  • a heater 97 is provided on the support 5. Via the heater 97, a temperature of a liquid to be led through the transport channels 3 is determined
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a 3D printer 9.
  • a pressure chamber 92 is at least partially filled by a radiation-curable pressure fluid 91. Out of this printing fluid 91, a 3D object 99 to be produced is formed. On a bottom surface of the pressure chamber 92 is an oxygen transport member 95. Das
  • Oxygen transport element 95 is designed as a radiation-permeable and oxygen-permeable membrane.
  • Oxygen transport element 95 passes through oxygen into the pressure fluid 91, so that between the object 99 and the element 95 results in an inhibited zone 96 in which no radiation hardening by the radiation R occurs.
  • a curing zone 93 is located on the object 99.
  • Auspatirtzone 93 is a proportion of free oxygen reduced so far, so that curing by the radiation R can take place.
  • the source of the radiation R is an optoelectronic semiconductor component 1, as explained in connection with FIGS. 1 to 6. Notwithstanding the representation according to FIG. 7, the semiconductor component 1 is preferably located directly on the oxygen transport element 95 and through the
  • Transport channels 3 of the semiconductor device 1 is then provided.
  • the 3D object 99 is composed of two-dimensional sectional images.
  • the sectional images are realized directly as luminous surfaces via the pixels 20.
  • no imaging projection optics between the object 99 and the semiconductor device 1 is required.
  • the semiconductor component with the pixels 20 particularly preferably covers the entire base area of the pixel
  • creating 3D object 99 It can be a single
  • Oxygen 98 passes through the transport channels directly into the printing liquid 91.
  • the 3D object 99 to be printed is moved along a direction of movement M out of the pressure chamber 92 and thus out of the radiation-curable liquid 91
  • Moving direction M repeatedly flows pressure fluid 91 in the area between the semiconductor device 1 and the object to be manufactured 99. According to Figure 8 so is the
  • Pressure fluid 91 supplied laterally within the pressure chamber 92 and passes through the transport channels only the
  • Semiconductor layer sequence of the semiconductor device 1 preferably formed from a III-V semiconductor material, in particular from the material system AlInGaN.
  • One wavelength of maximum Intensity of the radiation R from the pixels 20 is preferably at least 200 nm or 360 nm and / or at most 410 nm or 470 nm.
  • the printing liquid 91 may be liquid or alternatively in particle form, optionally in one
  • Particle sizes preferably in the range of at least 10 nm to at most 10 ym. Preferably, it is in the
  • the disclosure of this document with respect to the Ormocere is included by reference.
  • the pixels 20 may also be individual
  • Pressure fluid 91 are remote from the side and / or are electrically contacted via photolithographically structured interconnects. Preference is given to using component forms, as illustrated in connection with FIG.
  • Tops 27 are free of electrical leads. If bonding wires are present as an alternative, they are preferably in one for protection against the pressure fluid 91
  • Protective coating such as a titanium dioxide-containing silicone, embedded.
  • the inhibited zone 96 can then be
  • Pressure fluid 91 is.
  • Semiconductor component 1 must be pulled out of the hydraulic fluid 91, since the supply of material through the
  • Semiconductor component 1 can be done by itself.
  • Extraction of the object 99 or removal of the object 99 can thus in principle occur in any direction of movement M in the case of the 3D printer 9 of FIG.
  • Transport channels 3 enables a production of 3D objects of various shapes 99.
  • a structural resolution due to the pixels 20 can be very high and be determined essentially by a size of the pixels of the semiconductor component 1.
  • the transport of the pressurized liquid 91 is controlled by the transport channels 3 or passes through capillary forces self-regulated. As a result, a macroscopic liquid film of excess pressure fluid 91 on the semiconductor device 1 can be avoided.
  • Pressure fluid 91 can thus be dispensed with.
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment.
  • the semiconductor device 1 includes a plurality of individual ones
  • LED chips or laser diode chips each forming one of the pixels 20 and which are mounted together on the carrier 5.
  • LED chips or laser diode chips each forming one of the pixels 20 and which are mounted together on the carrier 5.
  • Laser diode chips are preferably flip-chips in which all electrical contact surfaces face the carrier 5.
  • Oxygen 98 is preferably carried out through a hole through the LED chips or laser diode chips.
  • the chips it is also possible for the chips to be free of holes and for the transport channels to be located between adjacent chips as seen in plan view, with one not being able to occur between adjacent chips
  • Planarization can be located, analogous to the walls that houses the transport channels.
  • the individual pixels 20 it is possible for the individual pixels 20 to have comparatively large geometric dimensions, which may be equal to the dimensions of the individual light-emitting diode chips or laser diode chips. With the larger pixels 20 is associated with a lower resolution for the 3D object 99. However, comparatively large 3D objects 99 can be produced efficiently and quickly.
  • the semiconductor component 1 is located on a carrier arm 59, which preferably has several joints and can thereby be tilted as desired and moved through the space provided for the 3D object 99.
  • a carrier arm 59 which preferably has several joints and can thereby be tilted as desired and moved through the space provided for the 3D object 99.
  • On the support arm 59 and on the semiconductor device 1 is optionally a
  • Reservoir 94 for the required pressure fluid 91 which may already be enriched in the reservoir 94 with sufficient oxygen.
  • the printing fluid 91 can be guided by not shown leads approximately along the support arm 59 to the semiconductor device 1 out.
  • the pixelization of the semiconductor component 1 it is also possible for moderate travel paths via the carrier arm 59 to manufacture a shape of the 3D object 99 precisely.
  • a plurality of print heads are present, wherein each of the print heads has a pixelated semiconductor component 1.
  • the printheads may preferably be moved independently of one another, for example each along a vertical direction.
  • the 3D object 99 can thereby be built up from a base area. Due to the different printheads is a large 3 object 99 with a high
  • the semiconductor component as a type of pencil, to move in a free-form through that with the pressure fluid 91
  • FIG. 14 shows a further exemplary embodiment of the invention
  • the ramparts 4 are dominated by the pixels 2, in the direction away from the carrier 5.
  • the ramparts 4 may be made of a different material from the carrier 5, for example of a plastic.
  • the transport channels 3 are formed in the walls 4 as nozzles. This makes it possible for the printing fluid 91 to be selectively and selectively introduced into a region above the respective associated pixel 20.
  • Nozzle-shaped transport channels 3 can also be used in all other embodiments.
  • Such large-scale usable 3D printers 9, for example, lens designs or housing designs are possible, which can be used for example for LED chips.
  • targeted optical elements such as lenses can be printed on individual objects such as LED chips from the printing fluid 91 or targeted housing can be printed around individual LED chips, for example, designed as a freeform sidewalls.
  • Production of light-emitting diode components is also a printing in the wafer composite or in a housing benefits realized, wherein a plurality of printheads can be arranged so that a plurality of identically constructed or even different optical elements can be generated via LED units of a wafer.

Abstract

Es umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) einen Träger (5) sowie eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) Strahlung (R) emittierenden Bildpunkten (20). Dabei sind die Bildpunkte (20) aus einem Halbleitermaterial gebildet und auf dem Träger (5) angebracht. Das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) enthält eine Vielzahl von Transportkanälen (3), die zu einem Transport eines Gases und/oder einer Flüssigkeit durch das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) hindurch in Richtung quer zu und, innerhalb des optoelektronischen Halbleiterbauteils (1), hin zu einer Strahlungsaustrittsseite (10) eingerichtet sind. Ferner sind die Bildpunkte (20) dazu bestimmt, Strahlung (R) mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von 470 nm oder weniger zu emittieren.

Description

OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL UND 3D-DRUCKER DAMIT
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein 3D-Drucker angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, mit dem effizient ein schnelles 3D-Drucken realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil und durch einen 3D-Drucker mit den
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauteil einen Träger. Bei dem Träger handelt es sich bevorzugt um diejenige Komponente des Halbleiterbauteils, die dieses mechanisch trägt und stützt. Bevorzugt ist der Träger mechanisch starr, sodass im
bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterbauteils keine oder keine signifikante Durchbiegung des Trägers erfolgt.
Zusätzlich zu einer mechanischen Funktion kann der Träger elektronisch funktionalisiert sein. Beispielsweise beinhaltet der Träger dann elektronische Komponenten zu einer
Ansteuerung des Halbleiterbauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
Halbleiterbauteil eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, im Betrieb Strahlung emittierenden Bildpunkten. Die Bildpunkte sind dabei jeweils aus oder mit zumindest einem
Halbleitermaterial gebildet. Beispielsweise sind die Bildpunkte durch einzelne Leuchtdioden, kurz LEDs, gebildet. Ebenso ist es möglich, dass die Bildpunkte durch Pixel innerhalb eines Leuchtdiodenchips realisiert sind. Auch
Mischformen hieraus sind möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte an dem Träger angebracht. Beispielsweise sind die Bildpunkte auf den Träger aufgelötet oder aufgeklebt. Ebenso ist es möglich, dass es sich bei dem Träger selbst um ein Aufwachssubstrat eines Halbleitermaterials für die Bildpunkte handelt oder dass der Träger von einem Aufwachssubstrat verschieden ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Halbleiterbauteil eine Vielzahl von Transportkanälen auf. Die Transportkanäle sind im bestimmungsgemäßen Gebrauch des
Halbleiterbauteils zum Transport eines Gases und/oder einer Flüssigkeit durch das Halbleiterbauteil hindurch
eingerichtet. Ein Transport des Gases und/oder der
Flüssigkeit erfolgt dabei überwiegend oder ausschließlich in Richtung quer zu einer Strahlungsaustrittsseite des
Halbleiterbauteils. Quer bedeutet insbesondere in einem
Winkel ungleich 0° und somit nicht parallel zur
Strahlungsaustrittsseite, beispielsweise in einem Winkel von mindestens 45 ° oder 60 ° und/oder von höchstens 90 ° oder 85 ° . Die Strahlungsaustrittsseite ist dabei insbesondere eine ebene, reale oder fiktive Fläche, an der die im Betrieb im Halbleiterbauteil erzeugte Strahlung aus diesem
heraustritt. Bevorzugt umfasst die Strahlungsaustrittsseite teilweise oder vollständig Strahlung emittierende
Begrenzungsflächen und/oder Oberseiten der Bildpunkte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Transportkanäle zu einem Transport des Gases oder der Flüssigkeit hin zur Strahlungsaustrittsseite eingerichtet, insbesondere ausschließlich hin zur Strahlungsaustrittsseite. Das heißt, im bestimmungsgemäßen Gebrauch des
Halbleiterbauteils erfolgt kein oder kein signifikanter
Transport eines Gases oder einer Flüssigkeit von der
Strahlungsaustrittsseite aus ausgehend durch das
Halbleiterbauteil hindurch. Mit anderen Worten bilden die Transportkanäle dann eine Art Einbahnstraße für das Gas und/oder die Flüssigkeit. Über das gesamte Halbleiterbauteil hinweg liegt bevorzugt dieselbe Transportrichtung oder
Haupttransportrichtung vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte dazu eingerichtet, Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität, auch als peak wavelength bezeichnet, von
höchstens 470 nm oder 420 nm oder 380 nm zu emittieren.
Alternativ oder zusätzlich liegt die Wellenlänge maximaler Intensität bei mindestens 200 nm oder 300 nm oder 330 nm. Mit anderen Worten wird von den Bildpunkten ultraviolette
Strahlung oder blaues Licht emittiert.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Halbleiterbauteil einen Träger sowie eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, im Betrieb Strahlung emittierenden Bildpunkten. Dabei sind die Bildpunkte aus zumindest einem Halbleitermaterial gebildet und auf dem
Träger angebracht. Das Halbleiterbauteil enthält eine
Vielzahl von Transportkanälen, die zu einem Transport eines Gases und/oder einer Flüssigkeit durch das Halbleiterbauteil hindurch in Richtung quer zu und, innerhalb des
Halbleiterbauteils, hin zu einer Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterbauteils eingerichtet sind. Ferner sind die Bildpunkte dazu bestimmt, Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von 470 nm oder weniger zu emittieren.
Mit dem hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterbauteil ist es möglich, ein 3D-Druckverfahren zu realisieren. Dabei wird eine mit Licht aushärtbare
Druckflüssigkeit verwendet, aus der ein herzustellendes
Objekt aufgebaut wird. Durch die einzelnen Bildpunkte wird bevorzugt optisch unmittelbar schichtweise die Flüssigkeit strukturiert beleuchtet, sodass sich das herzustellende
Objekt aus den beleuchteten und damit ausgehärteten Bereichen der Druckflüssigkeit zusammensetzt. Dies ist insbesondere dadurch ermöglicht, dass das Halbleiterbauteil
Transportkanäle für eine Flüssigkeit und/oder für ein Gas aufweist, durch das hindurch entweder die Druckflüssigkeit selbst oder ein Inhibitorgas einem Druckraum des 3D-Drucksrs zuführbar ist. Mit einem solchen Halbleiterbauteil ist eine hohe räumliche Auflösung und gleichzeitig eine hohe
3D-Druckgeschwindigkeit erzielbar.
Bei herkömmlichen 3D-Druckverfahren wird ein 3D-Objekt etwa aus einem Pulverbad heraus durch selektives Aufheizen oder Beleuchten von Teilgebieten des Pulvers sequenziell
aufgebaut. Solche 3D-Druckverfahren sind vergleichsweise langsam und daher für eine großindustrielle Herstellung von 3D-Objekten, etwa von Gehäusen für Leuchtdiodenbauteile, unwirtschaftlich. Aus der Druckschrift John R. Tumblestone, „Continuous Liquid Interface Production of 3D Objects" in der Zeitschrift Science, Nummer 347, Ausgabe 6228 vom 20. März 2015, Seiten 1349 bis 1352, ist ein 3D-Druckverfahren
bekannt. Dabei wird über einen Spiegel durch eine
Sauerstoffdurchlässige Membran hindurch ein zweidimensionales Bild in eine Druckflüssigkeit projiziert. Nahe der Sauerstoffdurchlässigen Membran befindet sich eine Zone, in der ein vergleichsweise hoher Sauerstoffanteil vorliegt und in der somit keine Aushärtung der Druckflüssigkeit erfolgt. Das herzustellende 3D-Objekt wird in Richtung weg von der Sauerstoffdurchlässigen Membran gezogen, wodurch von Seiten her ständig Druckflüssigkeit nachfließt. Der
Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich
verwendeter Materialien für die Druckflüssigkeit und die Membran, einer Bestimmung der Dicke der sauerstoffhaltigen Schicht an der Membran und vorteilhafter Beleuchtungsstärken wird durch Rückbezug mit aufgenommen.
Mit dem hier beschriebenen Halbleiterbauteil ist es möglich, auf Zwischenoptiken und auf Abbildungseinheiten zu verzichten und den 3D-Druckprozess zu beschleunigen. Ebenso können gleichzeitig hohe räumliche Auflösungen erzielt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind alle Bildpunkte des Halbleiterbauteils aus derselben Halbleiterschichtenfolge hergestellt. Beispielsweise wird eine
Halbleiterschichtenfolge zusammenhängend auf einem
Aufwachssubstrat aufgewachsen und nachfolgend durch ein Ätzen zu den Bildpunkten strukturiert. Damit ist insbesondere die Halbleiterschichtenfolge über alle Bildpunkte hinweg gleich aufgebaut. Eine Position der Bildpunkte relativ zueinander ist gegenüber der gewachsenen Halbleiterschichtenfolge durch das Ätzen und durch das Positionieren auf dem Träger
bevorzugt nicht verändert. Ferner emittieren alle Bildpunkte dann Strahlung derselben Wellenlänge, im Rahmen der
Herstellungstoleranzen für die Halbleiterschichtenfolge.
Entsprechende Bildpunkte und Halbleiterschichtenfolgen sind aus der Druckschrift US 2015/0014716 AI bekannt, deren
Offenbarungsgehalt hinsichtlich des Trägers und der Halbleiterschichtenfolge durch Rückbezug mit aufgenommen wird .
Es ist dabei möglich, dass mehrere solcher
Halbleiterschichtenfolgen, die jeweils eine Vielzahl von Bildpunkten enthalten, wiederum matrixartig an dem Träger angebracht sind und so das Halbleiterbauteil bilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich auf dem Träger eine Vielzahl von Leuchtdiodenchips oder auch von Laserdiodenchips. Dabei ist es möglich, dass jeder der
Bildpunkte durch genau einen solchen Chip gebildet ist.
Insbesondere bei den Leuchtdiodenchips handelt es sich beispielsweise um sogenannte Flip-Chips. Die Transportkanäle sind in diesem Fall zum Beispiel durch Bohrungen durch die
Chips hindurch gebildet. Alternativ sind die Transportkanäle in Zwischenräumen zwischen den Chips angeordnet, wobei sich zwischen benachbarten Chips ein Vergusskörper befinden kann, der Löcher für die Transportkanäle aufweisen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist einem oder einigen oder den meisten oder jedem der Bildpunkte je einer oder mehrerer der Transportkanäle zugeordnet. Insbesondere ist jedem der Bildpunkte genau einer der Transportkanäle
zugeordnet. Den meisten Bildpunkten bedeutet zum Beispiel mindestens 50 % oder 80 % oder 95 % der Bildpunkte. Es ist möglich, dass in dem Halbleiterbauteil eine Ansteuerung der Bildpunkte auf eine Ansteuerung der Transportkanäle
synchronisiert ist. In diesem Fall wird aus einem bestimmten Transportkanal beispielsweise nur dann ein Gas und/oder eine Flüssigkeit an die Strahlungsaustrittsseite transportiert, wenn der zugeordnete Bildpunkt aktiviert ist oder eine Aktivierung des entsprechenden Bildpunkts unmittelbar
bevorsteht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich alle Transportkanäle oder zumindest ein Teil der Transportkanäle, in Draufsicht gesehen, zwischen benachbarten Bildpunkten. Alternativ ist es möglich, dass sich die Transportkanäle oder zumindest ein Teil der Transportkanäle, in Draufsicht
gesehen, innerhalb der Bildpunkte befinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind benachbarte
Bildpunkte durch einen Graben voneinander getrennt. Das heißt, die Bildpunkte können dann verbleibende Bereiche des Trägers überragen und als Erhebungen ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich zwischen benachbarten Bildpunkten für die Strahlung undurchlässige Wälle. Über diese Wälle ist eine optische Isolation der
Bildpunkte voneinander erzielt. Bevorzugt umlaufen die Wälle die Bildpunkte jeweils in einer geschlossenen Bahn ringsum. Dabei können die Wälle die Bildpunkte überragen. Das heißt, ein Material der Wälle erhebt sich dann weiter über den
Träger als das Halbleitermaterial der Bildpunkte. Alternativ ist es auch möglich, dass die Wälle bündig mit den
Bildpunkten abschließen oder dass die Wälle von den
Bildpunkten überragt werden. Die Wälle können aus demselben Material wie der Träger geformt sein, also etwa aus einem Halbleitermaterial, oder aus einem vom Träger verschiedenen Material, beispielsweise einem Metall, einem Kunststoff oder einer Keramik.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich die
Transportkanäle, in Draufsicht gesehen, an oder in den Wällen oder auch an oder in den Gräben zwischen den Bildpunkten. Ein Anordnungsraster der Bildpunkte kann dabei gleich einem
Anordnungsraster der Transportkanäle sein, in Draufsicht gesehen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Bildpunkte an Seitenwänden eine für die Strahlung undurchlässige
Beschichtung auf. Die Beschichtung kann für die in den
Bildpunkten erzeugte Strahlung reflektierend oder auch absorbierend wirken. Eine reflektierende Beschichtung ist beispielsweise aus einem Metall oder einem reflektierenden, etwa weiß erscheinenden Verguss gebildet. Eine absorbierende Beschichtung ist beispielsweise aus einem dunklen oder schwarzen Kunststoff oder Fotolack gebildet oder aus einem Halbleitermaterial, das im Vergleich zur der in den
Bildpunkten erzeugten Strahlung eine kleinere Bandlücke aufweist. Die Beschichtung befindet sich insbesondere
unmittelbar an den Seitenwänden oder ist durch eine
elektrisch isolierende, lichtdurchlässige und bevorzugt dünne Zwischenschicht von den Seitenwänden separiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die
reflektierende Beschichtung mindestens zum Teil
Begrenzungswände der Transportkanäle. Mit anderen Worten ist durch die reflektierende Beschichtung dann eine optische
Isolation sowohl zwischen den einzelnen Bildpunkten als auch eine optische Isolation zwischen den Bildpunkten und den zugehörigen Transportkanälen erreichbar. Die reflektierende Beschichtung kann dabei eine konstante Dicke aufweisen oder auch einen Dickenverlauf aufzeigen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verjüngen sich die Bildpunkte in Richtung weg von dem gemeinsamen Träger. Mit anderen Worten wird eine Querschnittsfläche der Bildpunkte in Richtung weg von dem Träger dann kleiner. Seitenwände der Bildpunkte können dann zu dem Träger hin geneigt sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die
Transportkanäle in Richtung senkrecht zur
Strahlungsaustrittsseite einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisen und somit nicht dünner oder dicker werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind dem Träger abgewandte Oberseiten der Bildpunkte als Linse, insbesondere als Sammellinse, ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Oberseiten oder ist zumindest ein Teil der Oberseiten dann konvex gekrümmt. Hierdurch ist eine Abstrahlcharakteristik der Bildpunkte einstellbar. Alternativ können die Oberseiten mit Mikrolinsen oder mit einer Aufrauung zur Verbesserung einer Lichtauskopplung versehen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte jeweils frei von einem Leuchtstoff. Von den Bildpunkten und somit von dem Halbleiterbauteil wird damit lediglich
Strahlung emittiert, wie in einer aktiven Zone eines
Halbleitermaterials für die Bildpunkte erzeugt. Eine
Umwandlung dieser Strahlung in eine Strahlung mit anderen Wellenlängen unterbleibt in diesem Fall.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger aus einem Halbleitermaterial, bevorzugt aus Silizium, gebildet. Mit anderen Worten handelt es sich insbesondere um einen Siliziumträger. Der Träger ist dann bevorzugt aus einem
Siliziumwafer heraus hergestellt und kann weitere
Bestandteile etwa für Leiterbahnen aufweisen. Weiterhin umfasst der Träger Ansteuertransistoren für die Bildpunkte. Über die Ansteuertransistoren sind die Bildpunkte einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar. Die Ansteuertransistoren sind insbesondere in CMOS-Technologie oder als TFT-Schaltung in oder an dem Träger ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich die
Bildpunkte oberhalb der Ansteuertransistoren, insbesondere in Draufsicht gesehen. Mit anderen Worten sind dann die
Bildpunkte auf die zugehörigen Ansteuertransistoren
aufgebracht, bevorzugt in einer 1 : 1-Zuordnung . Ebenfalls bevorzugt in einer 1 : 1-Zuordnung umfasst der Träger
Stromtreiber für die einzelnen Bildpunkte. Es befinden sich die Bildpunkte somit näher an der Strahlungsaustrittsseite als die jeweils zugehörigen Ansteuertransistoren. Die
Bildpunkte liegen dabei bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene, ebenso wie dies für die Ansteuertransistoren gelten kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedecken die Bildpunkte und/oder Strahlung abstrahlende Flächen der Bildpunkte zusammengenommen in Draufsicht einen Flächenanteil von mindestens 15 % oder 25 % oder 40 % der
Strahlungsaustrittsseite. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Flächenanteil bei höchstens 75 % oder 50 % oder 40 %. Zur Ermittlung des Flächenanteils werden alle Bildpunkte bevorzugt von einer kleinsten Umfanglinie umschrieben und als Gesamtfläche der Strahlungsaustrittsseite gilt die Fläche innerhalb dieser Umfanglinie, in Draufsicht gesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die
Transportkanäle zusammengenommen einen Flächenanteil von mindestens 10 % oder 15 % oder 25 % an der
Strahlungsaustrittsseite auf. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Flächenanteil bei höchstens 60 % oder 45 % oder 30 %. Mit anderen Worten nehmen die Transportkanäle einen vergleichsweise großen Anteil an der Strahlungsaustrittsseite ein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Bildpunkte eine mittlere Kantenlänge von mindestens 2 ym oder 10 ym oder 25 ym auf. Alternativ oder zusätzlich liegt die mittlere Kantenlänge der Bildpunkte bei höchstens 500 ym oder 200 ym oder 100 ym. Es ist möglich, dass ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Bildpunkten bei mindestens 1 ym oder 5 ym oder 10 ym und/oder bei höchstens 100 ym oder 50 ym oder 25 ym liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die
Transportkanäle, insbesondere an der
Strahlungsaustrittsseite, einen mittleren Durchmesser von mindestens 2,5 ym oder 5 ym oder 20 ym und/oder von höchstens 200 ym oder 100 ym oder 50 ym auf. Insbesondere sind die Transportkanäle zum Transport von Flüssigkeiten mit einer Viskosität von mindestens 5 Pa-s oder 10 Pa-s oder 20 Pa-s und/oder von höchstens 100 Pa-s oder 50 Pa-s oder 40 Pa-s eingerichtet. Im Falle des Transports einer Flüssigkeit durch die Kanäle hindurch sind die Transportkanäle bevorzugt für einen Volumenfluss von mindestens 0,4 ml/cm2-min oder
2 ml/cm2 -min oder 10 ml/cm2 -min und/oder von höchstens
20 ml /cm2 -min oder 30 ml /cm2 -min oder 100 ml /cm2 -min
ausgelegt. Dies gilt insbesondere bei den genannten
Viskositäten .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Bildpunkte jeweils eine aktive Zone auf. Die aktive Zone befindet sich bevorzugt zwischen einem n-leitenden und einem p-leitenden Halbleiterbereich der Bildpunkte. Die aktive Zone ist dabei von elektrischen Durchkontaktierungen durchdrungen. Insbesondere sind die einzelnen Bildpunkte aufgebaut, wie in der Druckschrift US 2015/0014716 AI beschrieben. Auf diese Weise ist es möglich, dass die dem Träger abgewandten
Oberseiten der Bildpunkte frei von Elektroden oder
Stromzuführungen zur Bestromung der Bildpunkte sind.
Darüber hinaus wird ein 3D-Drucker angegeben. Der 3D-Drucker umfasst bevorzugt mindestens ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Halbleiterbauteils sind daher auch für den 3D-Drucker
offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Bildpunkte dazu eingerichtet, eine strahlungshärtbare Druckflüssigkeit mit zweidimensionalen Schnittbildern eines zu druckenden 3D-Objekts zu bestrahlen. Dabei wird das 3D-Objekt aus einer Sequenz der zweidimensionalen Schnittbilder zusammengesetzt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterbauteils im Mittel eben geformt. Ferner ist die Strahlungsaustrittsseite
bevorzugt parallel zu den zweidimensionalen Schnittbildern ausgerichtet. Alternativ ist es möglich, dass die
Strahlungsaustrittsseite gekrümmt, beispielsweise in Form eines Kegelmantels oder eines Zylindermantels, gestaltet ist. Durch letztgenannte Gestaltungen können insbesondere
rotationssymmetrische 3D-Objekte hergestellt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt ein Aushärten der Druckflüssigkeit optisch unmittelbar durch die von den Bildpunkten emittierte Strahlung. Dies bedeutet etwa, dass kein optisch aktives Element wie ein Spiegel oder eine Linse zwischen den Bildpunkten und der Druckflüssigkeit angebracht ist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Druckers zwischen den
Bildpunkten und einer Aushärtzone der Druckflüssigkeit eine inhibierte Zone. Die Aushärtzone ist dabei ein solches
Gebiet, in dem aufgrund der Strahlung durch die Bildpunkte ein Aushärten und Verfestigen der Druckflüssigkeit zu dem 3D-Objekt erfolgt. In der inhibierten Zone hingegen erfolgt kein oder kein signifikantes Aushärten der Druckflüssigkeit.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der 3D-Drucker ein oder mehrere optoelektronische Halbleiterbauteile, bei denen auf einem Träger eine Vielzahl von einzeln
ansteuerbaren, im Betrieb ultraviolette Strahlung
emittierenden Bildpunkten angebracht ist. Die Bildpunkte sind dazu eingerichtet, im Betrieb des 3D-Drucker zweidimensionale Schnittbilder eines zu druckenden 3D-Objekts zu emittieren und eine Druckflüssigkeit mit entsprechenden Schnittbildern zu bestrahlen, um das 3D-Objekt durch Aushärten der
Druckflüssigkeit zusammenzusetzen. Dabei ist eine
Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterbauteils im Mittel bevorzugt eben geformt und eine Bestrahlung der
Druckflüssigkeit erfolgt optisch unmittelbar. Zwischen den Bildpunkten und einer Aushärtzone der Druckflüssigkeit befindet sich im Betrieb des Druckers eine inhibierte Zone, in der kein Aushärten der Druckflüssigkeit erfolgt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der 3D-Drucker mindestens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, wie in Verbindung mit einer oder mehreren der oben genannten
Ausführungsformen angegeben. Insbesondere sind das eine oder alle Halbleiterbauteile des Druckers derart gestaltet, sodass der Drucker dann keine weiteren optoelektronischen, zum
Aushärten der Druckflüssigkeit eingerichteten
Halbleiterbauteile umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die inhibierte Zone im bestimmungsgemäßen Betrieb des 3D-Drucksrs eine Dicke auf, die bei mindestens 5 % oder 10 % oder 25 ~6 einer
mittleren Kantenlänge der Bildpunkte liegt, wobei die
mittlere Kantenlänge der Bildpunkte in Draufsicht bestimmt wird. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dicke der
inhibierten Zone bei höchstens 300 % oder 200 % oder 100 % der mittleren Kantenlänge der Bildpunkte. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt eine Inhibition in der inhibierten Zone durch die Zugabe des Gases, bevorzugt durch die Zugabe von Sauerstoff in die Druckflüssigkeit. Das heißt, durch die Zugabe von Gas, insbesondere von Sauerstoff, wird lokal in der inhibierten Zone erreicht, dass kein
Aushärten der Druckflüssigkeit erfolgen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt die Zugabe von Sauerstoff durch ein Gastransportelement hindurch. Da das Gastransportelement insbesondere Sauerstoff transportiert, wird das Gastransportelement nachfolgend als
Sauerstofftransportelement bezeichnet. Besonders bevorzugt ist das Sauerstofftransportelement flächig gestaltet und weist eine ebene Form auf. Weiterhin ist das
Sauerstofftransportelement bevorzugt parallel zu den
zweidimensionalen Schnittbildern orientiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform steht das
Sauerstofftransportelement in direktem Kontakt mit der Druckflüssigkeit. Insbesondere grenzt die inhibierte Zone flächig und unmittelbar an das Sauerstofftransportelement an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Sauerstofftransportelement um eine Membran, durch die das Gas, insbesondere Sauerstoff, hindurchtransportiert wird. Ferner ist das Sauerstofftransportelement in diesem Fall durchlässig für die von dem zumindest einen Halbleiterbauteil im Betrieb emittierte Strahlung. Außerdem erfolgt bevorzugt durch das Sauerstofftransportelement dann keine
Strahlformung. Mit anderen Worten ist, hinsichtlich der optischen Funktion, das Sauerstofftransportelement dann als planparallele, klarsichtige Platte anzusehen, innerhalb der oder durch die eine Strahlumlenkung, Strahlablenkung oder Strahlstreuung vernachlässigbar ist. Handelt es sich bei dem Sauerstofftransportelement um eine derartige Membran, grenzt das Halbleiterbauteil ferner bevorzugt unmittelbar an eine der Druckflüssigkeit abgewandte Seite des
Sauerstofftransportelements .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
Sauerstofftransportelement durch das zumindest eine
Halbleiterbauteil selbst gebildet. In diesem Fall erfolgt durch die Transportkanäle des Halbleiterbauteils hindurch der Transport des Gases, insbesondere des Sauerstoffs, in die Druckflüssigkeit hinein. Es können die Transportkanäle als Mikroporen gebildet sein, die ausschließlich zum Transport des Gases eingerichtet sind. Durch die Transportkanäle erfolgt dann insbesondere kein Transport der Druckflüssigkeit oder von weiteren Materialien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Druckflüssigkeit im Betrieb des 3D-Druckers durch die Transportkanäle des zumindest einen Halbleiterbauteils hindurch in einen Druckraum des 3D-Druckers transportiert. Mit anderen Worten bildet dann das Halbleiterbauteil selbst einen Teil eines Transportmechanismus für die
Druckflüssigkeit. Die Druckflüssigkeit in den
Transportkanälen ist bevorzugt mit Gas, speziell mit
Sauerstoff versetzt, sodass direkt nach Austritt der
Druckflüssigkeit aus den Transportkanälen eine Aushärtung der Druckflüssigkeit aufgrund des Gases, insbesondere des
Sauerstoffs, inhibiert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der 3D-Drucker und/oder umfasst das Halbleiterbauteil eine Heizung. Die Heizung ist dazu eingerichtet, eine Viskosität der
Druckflüssigkeit beim Transport durch die Transportkanäle hindurch herabzusetzen. Die Heizung kann hierbei in den
Träger des zumindest einen Halbleiterbauteils integriert sein oder unmittelbar an dem Träger angebracht sein. Alternativ liegt die Heizung von dem Träger beabstandet innerhalb des 3D-Druckers vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Heizung dazu eingerichtet, dass eine Temperatur der Druckflüssigkeit beim Hindurchtreten durch die Transportkanäle bei mindestens 40 °C oder 50 °C oder 60 °C liegt. Alternativ oder zusätzlich wird durch die Heizung eine Temperatur der Druckflüssigkeit von höchstens 100 °C oder 80 °C oder 60 °C in den
Transportkanälen ermöglicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem 3D-Drucker um ein feststehendes Gerät. Alternativ ist es möglich, dass der 3D-Drucker als Handgerät gestaltet ist. kann der 3D-Drucker jeweils als Extruder ausgebildet
Darüber hinaus wird ein 3D-Druckverfahren angegeben. Das Verfahren wird mit einem 3D-Drucker durchgeführt, wie in Verbindung mit einer oder mehreren der oben genannten
Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für den 3D-Drucker sowie für das optoelektronische Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
Nachfolgend werden ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil und ein hier beschriebener 3D-Drucker unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
Figuren 1 bis 6 und 14 schematische Schnittdarstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen für hier beschriebene 3D-Drucker, und
Figuren 7 bis 13 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen 3D- Druckern .
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 für einen 3D-Drucker 9 dargestellt. Das Halbleiterbauteil 1 umfasst einen Träger 5, in dem in Siliziumtechnologie Ansteuertransistoren 55 integriert sind. Über die Ansteuertransistoren 55 sowie über Elektroden 81, 82 sind Bildpunkte 20 elektrisch ansteuerbar. Gemäß Figur 1 sind die Bildpunkte 20 aus einer einzigen, zusammenhängenden Halbleiterschichtenfolge 2 hergestellt. Damit weisen die Bildpunkte 20 je einen n-Halbleiterbereich 21 und einen p-Halbleiterbereich 23 auf, zwischen denen sich eine aktive Zone 22 befindet. Der n-Halbleiterbereich 21 ist über die n-Elektrode 81 und über Durchkontaktierungen 25 elektrisch kontaktiert. An dem p-Halbleiterbereich 23
befindet sich die flächige p-Elektrode 82.
Zu einer optischen Isolierung der Bildpunkte 20 voneinander ist an Seitenwänden 26 der Bildpunkte 20 eine reflektierende Beschichtung 6 aufgebracht. Die reflektierende Beschichtung 6 ist undurchlässig für eine Strahlung R, die in den
Bildpunkten 20 erzeugt wird. Eine Strahlungsaustrittsseite 10 des Halbleiterbauteils 1 umfasst Oberseiten 27 der
Bildpunkte. Alle Oberseiten 27 sind flach gestaltet und liegen in der Strahlungsaustrittsseite 10. In Richtung weg von dem Träger 5 verschmälern sich die einzelnen Bildpunkte 20 kontinuierlich. Die reflektierende Beschichtung 6 bedeckt die Seitenwände 26 vollständig.
Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil 1 Transportkanäle 3, die zum Transport von Gasen und/oder Flüssigkeiten durch das Halbleiterbauteil 1 hindurch eingerichtet sind. Die
Transportkanäle 3 reichen von einer Unterseite des Trägers 5, die der Halbleiterschichtenfolge 2 abgewandt ist, bis in Gräben zwischen den Bildpunkten 20. Die Transportkanäle 3 durchdringen auch die reflektierende Beschichtung 6. Es ist möglich, dass jedem der Bildpunkte 20 einer oder mehrere der Transportkanäle 3 zugeordnet ist. Die Transportkanäle 3 verlaufen in Richtung senkrecht zur Strahlungsaustrittsseite 10 durch das Halbleiterbauteil 1 hindurch. Abweichend von der Darstellung in Figur 1 ist es optional möglich, dass den Transportkanälen 3 jeweils eine
Steuereinheit zugeordnet ist, über die ein Fluss des Gases und/oder der Flüssigkeit durch den jeweiligen Transportkanal 3 hindurch steuerbar ist.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 verfügen die Bildpunkte 20 über einen gemeinsamen p-Kontakt und über einzeln
ansteuerbare n-Kontakte. Alternativ hierzu ist es ebenso möglich, dass ein gemeinsamer n-Kontakt und einzeln
ansteuerbare p-Kontakte vorliegen.
Optional, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, können die Oberseiten 27 der Bildpunkte 20 ganzflächig oder nur in Teilbereichen mit einer Aufrauung versehen sein, um stellenweise eine Auskopplung von Strahlung aus den
Bildpunkten 20 heraus zu verbessern.
Gemäß Figur 6 sind die aktive Zone 22 und der n- Halbleiterbereich 21 zwischen benachbarten Bildpunkten 20 in Gräben entfernt. Abweichend von der Darstellung der Figur 1 können solche Gräben zwischen den Bildpunkten 20 und damit auch die reflektierende Beschichtung 6 gänzlich fehlen. In diesem Fall können der n-Halbleiterbereich 21, der p- Halbleiterbereich 23 und die aktive Zone 22 zusammenhängend vorhanden sein. Zur Steuerung der lokalen Lichtauskopplung wird dann
bevorzugt eine nur in Teilbereichen an der Oberseite 27 vorhandene Aufrauung verwendet. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen können sich die Transportkanäle 3 in Kreuzungspunkten eines durch die Bildpunkte 20 gebildeten Gitters oder an Seitenkanten der Bildpunkte 20 befinden.
Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1, wie in Verbindung mit Figur 2 gezeigt, befinden sich zwischen den Bildpunkten 20 für die Strahlung undurchlässige Wälle 4. Die Wälle 4 überragen dabei die Bildpunkte 20, in Richtung weg von dem Träger 5. Die Transportkanäle 3 liegen innerhalb der Wälle 4. An einer dem Träger 5 abgewandten Seite können die Wälle 4 im Querschnitt gesehen konkav geformt sein oder, abweichend von der Darstellung in Figur 2, auch ebene, schräge Seitenflächen aufweisen. Ebenso alternativ zur
Darstellung in Figur 2 können die Wälle 4 bündig mit den Bildpunkten 20 abschließen, in Richtung weg von dem Träger 5.
Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen kann eine Form der Bildpunkte 20, in Draufsicht gesehen, quadratisch, rechteckig, kreisförmig, dreieckig oder sechseckig sein. Auch eine Anordnung der Bildpunkte 20 kann, in Draufsicht gesehen, in einem quadratischen, rechteckigen oder hexagonalen Raster erfolgen. In Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite 10 gesehen können die Transportkanäle 3, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, eine kreisförmige Grundfläche aufweisen. Ebenso ist es möglich, dass die Transportkanäle 3, in Draufsicht gesehen, als Langloch gebildet sind. Die
Transportkanäle 3 können sich an Seitenkanten der Bildpunkte oder an Kreuzungspunkten von Gräben oder Wällen befinden, in Draufsicht gesehen.
Durch die Wälle 4 ist eine optische Trennung der Bildpunkte 20 voneinander erreicht. Aufgrund dieser optischen Isolierung der Bildpunkte 20 voneinander ist eine höhere Druckauflösung erreichbar. Bei solchen Wällen, wie in Verbindung mit Figur 2 gezeigt, ist es möglich, dass eine Öffnung der
Transportkanäle 3 möglichst weit von den Licht abstrahlenden Oberseiten 27 der Bildpunkte 2 entfernt ist. Hierdurch ist es möglich, dass ein unerwünschtes Verfestigen einer
Druckflüssigkeit nahe an den Bildpunkten 20 verhindert ist.
Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 der Figur 3 sind die Transportkanäle 3 im Querschnitt gesehen und an einer dem Träger 5 abgewandten Seite Y-förmig gestaltet.
Somit weisen die Transportkanäle 3 mehrere Austrittsöffnungen an den Wällen 4 auf. Die Austrittsöffnungen weisen hin zu einem Bereich direkt über den Oberseiten 27. Solche
Transportkanäle 3 sind beispielsweise durch anisotropes Ätzen entlang mehrerer Richtungen herstellbar. Liegen die
Transportkanäle 3 etwa an einem Eckbereich der Bildpunkte 20, so ist eine Anzahl der Austrittsöffnungen pro Transportkanal 3 bevorzugt gleich einer Anzahl der aneinanderstoßenden
Bildpunkte 20, sodass dann jedem dieser Bildpunkte 20 eine der Austrittsöffnungen zugeordnet sein kann.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 sind an den Seitenwänden 26 der Bildpunkte 20 die reflektierenden Beschichtungen 6 aufgebracht. Die reflektierenden Beschichtungen 6 bilden gleichzeitig Begrenzungswände 36 der Transportkanäle 3, zumindest im Bereich der Halbleiterschichtenfolge 2. Dabei können die reflektierenden Beschichtungen 6 sowie die Transportkanäle 3 die Halbleiterschichtenfolge 2 überragen, in Richtung weg von dem Träger 5.
In Figur 5 ist zu sehen, dass die Bildpunkte 20 und die
Halbleiterschichtenfolge 2 im Querschnitt gesehen als konvexe Linsen 7 geformt sind. Die Strahlungsaustrittsseite 10 stellt dabei eine mittlere Ebene der Oberseiten der Linsen 7 dar. Die reflektierenden Beschichtungen 6 bedecken die Seitenwände 26 der Linsen 7 zum Teil, Öffnungen der Transportkanäle 3 sind, relativ zur Strahlungsaustrittsseite 10, in Richtung hin zum Träger 5 versetzt. Die Linsen 7 sind bevorzugt je spiegelsymmetrisch zu Achsen senkrecht zur
Strahlungsaustrittsseite 10 geformt. Alternativ können die Linsen 7 asymmetrisch geformt sein oder auch je durch eine Vielzahl von Mikrolinsen ersetzt sein.
Beim Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1, wie in Verbindung mit Figur 6 illustriert, liegen die
Transportkanäle 3, in Draufsicht gesehen, innerhalb der
Bildpunkte 20 und nicht zwischen den Bildpunkten 20. Das heißt, in Draufsicht gesehen ist jeder der Transportkanäle 3 dann ringsum von einer geschlossenen Bahn des zugehörigen Bildpunkts 20 umgeben. Benachbarte Bildpunkte 20 sind durch die reflektierenden Beschichtungen 6 voneinander separiert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Ansteuerung der Transportkanäle 3 und der zugehörigen Bildpunkte 20
synchronisiert sein, sodass aus den Bildpunkten 3
beispielsweise nur dann eine Flüssigkeit austritt, wenn der zugehörige Bildpunkt 20 aktiviert ist. Die Begrenzungswände 36 der Transportkanäle 3 sind undurchlässig für die Strahlung R ausgebildet. Optional befindet sich, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich, an dem Träger 5 eine Heizung 97. Über die Heizung 97 ist eine Temperatur einer durch die Transportkanäle 3 hindurch zu führenden Flüssigkeit
einstellbar, etwa um eine Viskosität dieser Flüssigkeit zu regeln .
In Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines 3D-Druckers 9 gezeigt. Ein Druckraum 92 ist zumindest teilweise von einer strahlungshärtbaren Druckflüssigkeit 91 ausgefüllt. Aus dieser Druckflüssigkeit 91 heraus wird ein herzustellendes 3D-Objekt 99 geformt. An einer Bodenfläche des Druckraums 92 befindet sich ein Sauerstofftransportelement 95. Das
Sauerstofftransportelement 95 ist als strahlungsdurchlässige und Sauerstoffdurchlässige Membran ausgeführt. Durch das
Sauerstofftransportelement 95 hindurch tritt Sauerstoff in die Druckflüssigkeit 91, sodass zwischen dem Objekt 99 und dem Element 95 eine inhibierte Zone 96 resultiert, in der keine Strahlungshärtung durch die Strahlung R erfolgt. Eine Aushärtzone 93 befindet sich an dem Objekt 99. In der
Aushärtzone 93 ist ein Anteil an freiem Sauerstoff soweit reduziert, sodass eine Aushärtung durch die Strahlung R erfolgen kann. Als Quelle für die Strahlung R dient ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 1, wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 6 erläutert. Abweichend von der Darstellung gemäß Figur 7 befindet sich das Halbleiterbauteil 1 bevorzugt unmittelbar an dem Sauerstofftransportelement 95 und durch die
Transportkanäle 3 des Halbleiterbauteils 1 wird dann
Sauerstoff hin zu dem Sauerstofftransportelement 95 geführt. Das 3D-Objekt 99 wird aus zweidimensionalen Schnittbildern zusammengesetzt. Die Schnittbilder werden als Leuchtflächen über die Bildpunkte 20 unmittelbar realisiert. Hierdurch ist keine bildgebende Projektionsoptik zwischen dem Objekt 99 und dem Halbleiterbauteil 1 erforderlich. Insbesondere kann eine Flüssigkristallmaske, kurz LCD, oder ein digitaler
Projektionsspiegel, kurz Digital Mirror Device oder DMD, entfallen. Besonders bevorzugt deckt das Halbleiterbauteil mit den Bildpunkten 20 die gesamte Grundfläche des zu
erstellenden 3D-Objekts 99 ab. Dabei kann ein einziges
Halbleiterbauteil 1 verwendet werden, wie in Figur 7
dargestellt, oder auch mehrere direkt nebeneinander
angeordnete Halbleiterbauteile.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist das
Sauerstofftransportelement 95 direkt durch das
Halbleiterbauteil 1 mit den Bildpunkten 20 gebildet. Durch die Transportkanäle hindurch tritt Sauerstoff 98 direkt in die Druckflüssigkeit 91. Das zu druckende 3D-Objekt 99 wird entlang einer Bewegungsrichtung M aus dem Druckraum 92 und somit aus der strahlungshärtbaren Flüssigkeit 91
herausgezogen. Durch dieses Herausziehen entlang der
Bewegungsrichtung M fließt immer wieder Druckflüssigkeit 91 in den Bereich zwischen dem Halbleiterbauteil 1 und dem herzustellenden Objekt 99. Gemäß Figur 8 wird also die
Druckflüssigkeit 91 seitlich innerhalb des Druckraums 92 zugeführt und durch die Transportkanäle tritt nur der
Sauerstoff 98. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterbauteils 1 bevorzugt aus einem III-V-Halbleitermaterial gebildet, insbesondere aus dem Materialsystem AlInGaN. Eine Wellenlänge maximaler Intensität der Strahlung R von den Bildpunkten 20 liegt bevorzugt bei mindestens 200 nm oder 360 nm und/oder bei höchstens 410 nm oder 470 nm. Die Druckflüssigkeit 91 kann flüssig oder alternativ in Partikelform vorliegen, gegebenenfalls in einem
Lösungsmittel. Sind Partikel vorhanden, so liegen
Partikelgrößen bevorzugt im Bereich von mindestens 10 nm bis höchstens 10 ym. Bevorzugt handelt es sich bei der
Druckflüssigkeit 91 um ein Ormocer, etwa wie in der
Druckschrift WO 2013/156325 AI beschrieben. Der
Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Ormocere wird durch Rückbezug mit aufgenommen. Bei den Bildpunkten 20 kann es sich auch um einzelne
Leuchtdiodenchips handeln. Bevorzugt sind diese
Leuchtdiodenchips dann sogenannte Flip Chips, deren
elektrische Kontaktflächen sich auf einer der
Druckflüssigkeit 91 abgewandten Seite befinden und/oder die über fotolithografisch strukturierte Leiterbahnen elektrisch kontaktiert sind. Bevorzugt werden Bauteilformen verwendet, wie in Verbindung mit Figur 1 illustriert, die an den
Oberseiten 27 frei von elektrischen Zuführungen sind. Sind alternativ hierzu Bonddrähte vorhanden, so sind diese zum Schutz vor der Druckflüssigkeit 91 bevorzugt in einen
Schutzverguss , etwa aus einem Titandioxid-haltigen Silikon, eingebettet. Ebenso kann als eine oberste Schutzschicht des Halbleiterbauteils 1 eine Keramikschicht oder eine
Glasschicht, etwa in Form einer dünnen Glasplatte oder einer Keramikplatte, dienen. Die Transportkanäle 3 sind in diesem Fall nicht von einer solchen Schutzschicht überdeckt. Beim Ausführungsbeispiel des 3D-Druckers 9, wie in Figur 9 illustriert, wird sowohl die Druckflüssigkeit 91 als auch der Sauerstoff 98 durch das Halbleiterbauteil 1 hindurch
transportiert. Die inhibierte Zone 96 kann dann
vergleichsweise dünn gestaltet sein. In dem Druckraum 92 befindet sich dann insbesondere lediglich das Objekt 99 sowie überschüssige Druckflüssigkeit 91. Bei einer präzisen
Steuerung der Menge der Druckflüssigkeit 91 durch das
Halbleiterbauteil 1 hindurch ist es möglich, dass der
Druckraum 92 im Wesentlichen frei von überschüssiger
Druckflüssigkeit 91 ist.
Es wird also gemäß Figur 9 die mit Sauerstoff versetzte
Druckflüssigkeit durch die Transportkanäle des
hochpixelierten Halbleiterbauteils 1 zugeführt. Aufgrund des Sauerstoffs 98 bildet sich direkt über dem Halbleiterbauteil 1 eine dünne Schicht in Form der inhibierten Zone 96 aus, die nicht strahlungshärtbar ist. Das gewünschte Muster in der jeweiligen Schnittebene des herzustellenden Objekts 99 ist durch die mikropixelierten, die UV-Strahlung R emittierenden Bildpunkte 20 zusammengesetzt.
Es ist nicht zwingend erforderlich, dass das bereits
ausgehärtete Objekt 99 in Richtung senkrecht zu dem
Halbleiterbauteil 1 aus der Druckflüssigkeit 91 herausgezogen werden muss, da die Materialzufuhr durch das
Halbleiterbauteil 1 hindurch selbst erfolgen kann. Ein
Herausziehen des Objekts 99 oder ein Wegziehen des Objekts 99 kann somit bei dem 3D-Drucker 9 der Figur 9 prinzipiell in jeder beliebigen Bewegungsrichtung M erfolgen.
Durch den Ersatz von Bild gebenden Projektionssystemen durch hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteile 1 mit der großen Anzahl an Bildpunkten 20 ist ein kompakter und schneller 3D-Drucker 9 realisierbar. Die individuelle
Ansteuerbarkeit der Bildpunkte und gegebenenfalls der
Transportkanäle 3 ermöglicht eine Herstellung von vielfältig geformten 3D-Objekten 99. Dabei kann eine Strukturauflösung aufgrund der Bildpunkte 20 sehr hoch sein und im Wesentlichen durch eine Größe der Bildpunkte des Halbleiterbauteils 1 bestimmt sein. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 10 wird der Transport der Druckflüssigkeit 91 durch die Transportkanäle 3 hindurch gesteuert oder verläuft durch Kapillarkräfte selbstreguliert. Hierdurch ist ein makroskopischer Flüssigkeitsfilm von überschüssiger Druckflüssigkeit 91 an dem Halbleiterbauteil 1 vermeidbar. Auf ein Auffanggefäß für überzählige
Druckflüssigkeit 91 kann somit verzichtet werden.
In Figur 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Halbleiterbauteil 1 umfasst eine Vielzahl von einzelnen
Leuchtdiodenchips oder Laserdiodenchips, die je einen der Bildpunkte 20 bilden und die gemeinsam auf dem Träger 5 angebracht sind. Bei den Leuchtdiodenchips oder
Laserdiodenchips handelt es sich bevorzugt um Flip-Chips, bei denen alle elektrischen Kontaktflächen dem Träger 5 zugewandt sind. Ein Transport der Druckflüssigkeit 91 und von
Sauerstoff 98 erfolgt bevorzugt durch eine Bohrung durch die Leuchtdiodenchips oder Laserdiodenchips hindurch. Alternativ zur Darstellung der Figur 11 ist es auch möglich, dass die Chips frei von Löchern sind und dass sich die Transportkanäle in Draufsicht gesehen zwischen benachbarten Chips befinden, wobei sich zwischen benachbarten Chips eine nicht
dargestellte Planarisierung befinden kann, analog zu den Wällen, die die Transportkanäle beherbergt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die einzelnen Bildpunkte 20 vergleichsweise große geometrische Abmessungen aufweisen, die gleich den Abmessungen der einzelnen Leuchtdiodenchips oder Laserdiodenchips sein können. Mit den größeren Bildpunkten 20 geht eine geringere Auflösung für das 3D-Objekt 99 einher. Jedoch lassen sich vergleichsweise große 3D-Objekte 99 effizient und schnell herstellen .
Gemäß Figur 12 befindet sich das Halbleiterbauteil 1 an einem Trägerarm 59, der bevorzugt über mehrere Gelenke verfügt und dadurch beliebig gekippt und durch den für das 3D-Objekt 99 vorgesehenen Raum bewegt werden kann. An dem Trägerarm 59 und an dem Halbleiterbauteil 1 befindet sich optional ein
Reservoir 94 für die benötigte Druckflüssigkeit 91, die bereits in dem Reservoir 94 mit ausreichend Sauerstoff angereichert sein kann. Alternativ kann die Druckflüssigkeit 91 durch nicht gezeichnete Zuleitungen etwa entlang des Trägerarms 59 zu dem Halbleiterbauteil 1 hin geführt werden. Durch die Pixelierung des Halbleiterbauteils 1 ist es auch bei moderaten Fahrwegen über den Trägerarm 59 möglich, eine Form des 3D-Objekts 99 präzise zu fertigen. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 13 sind mehrere Druckköpfe vorhanden, wobei jeder der Druckköpfe über ein pixeliertes Halbleiterbauteil 1 verfügt. Die Druckköpfe können bevorzugt unabhängig voneinander bewegt werden, zum Beispiel je entlang einer vertikalen Richtung. Das 3D-Objekt 99 ist dadurch von einer Grundfläche her aufbaubar. Durch die verschiedenen Druckköpfe ist ein großes 3-Objekt 99 mit einer hohen
räumlichen Auflösung erzielbar. Alternativ zu den Darstellungen der Figuren 7 bis 13 ist es möglich, dass das Halbleiterbauteil als eine Art Stift in einer Freiform durch den mit der Druckflüssigkeit 91
gefüllten Druckraum 92 geführt wird, um das Objekt 99
herzustellen. Dies gilt insbesondere, wenn aus den
Transportkanälen 3 heraus Sauerstoff austritt, sodass in einer dünnen Zone unmittelbar vor dem als 3D-Schreibstift geformten Halbleiterbauteil 1 eine inhibierte Zone vorliegt. In Figur 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Halbleiterbauteils 1 illustriert. Abweichend von den Figuren 2 und 3 werden die Wälle 4 von den Bildpunkten 2 überragt, in Richtung weg von dem Träger 5. Die Wälle 4 können aus einem von dem Träger 5 verschiedenen Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem Kunststoff.
Optional sind die Transportkanäle 3 in den Wällen 4 als Düsen geformt. Hierdurch ist es möglich, dass die Druckflüssigkeit 91 gezielt und selektiv bevorzugt in einen Bereich oberhalb des jeweils zugehörigen Bildpunkts 20 eingebracht wird.
Düsenförmige Transportkanäle 3 können auch in allen anderen Ausführungsbeispielen Verwendung finden.
Mit solchen großtechnisch verwendbaren 3D-Druckern 9 sind beispielsweise Linsenbauformen oder Gehäusebauformen möglich, die beispielsweise für Leuchtdiodenchips verwendet werden können. Ebenso können, aus der Druckflüssigkeit 91 heraus, gezielt optische Elemente wie Linsen auf einzelne Gegenstände wie LED-Chips aufgedruckt werden oder gezielt Gehäuse um einzelne LED-Chips herum gedruckt werden, beispielsweise als Freiform gestaltete Seitenwände. Insbesondere bei der
Herstellung von Leuchtdiodenbauteilen ist auch ein Bedrucken im Waferverbund oder in einem Gehäusenutzen realisierbar, wobei eine Vielzahl von Druckköpfen so angeordnet werden können, dass mehrere gleich aufgebaute oder auch voneinander verschiedene optische Elemente über LED-Einheiten eines Wafers erzeugt werden können.
Die hier beschriebene 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 . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 115 810.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauteil
10 Strahlungsaustrittsseite
2 Halbleiterschichtenfolge
20 Bildpunkt
21 n-Halbleiterbereich
22 aktive Zone
23 p-Halbleiterbereich
25 Durchkontaktierung
26 Seitenwand der Bildpunkte
27 Oberseite der Bildpunkte
3 Transportkanal
36 Begrenzungswand des Transportkanals
4 für die Strahlung undurchlässiger Wall
5 Träger
55 Ansteuertransistor
59 Trägerarm
6 reflektierende Beschichtung
7 Linse
81 n-Elektrode
82 p-Elektrode
9 3D-Drucker
91 strahlungshärtbare Druckflüssigkeit
92 Druckraum
93 Aushärtzone
94 Reservoir
95 Sauerstofftransportelernent
96 inhibierte Zone
97 Hei zung
98 Sauerstoff
99 zu druckendes 3D-Objekt
M Bewegungsrichtung
R Strahlung

Claims

Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- einem Träger (5) ,
- einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, im Betrieb Strahlung (R) emittierenden Bildpunkten (20), die aus zumindest einem Halbleitermaterial gebildet und die auf dem Träger (5) angebracht sind, und
- einer Vielzahl von Transportkanälen (3) , die zu einem Transport eines Gases (98) oder einer Flüssigkeit (91) durch das Halbleiterbauteil (1) hindurch in Richtung quer zu und, innerhalb des Halbleiterbauteils (1), hin zu einer Strahlungsaustrittsseite (10) des
Halbleiterbauteils (1) eingerichtet sind,
wobei die Bildpunkte (20) dazu eingerichtet sind, Strahlung (R) mit einer Wellenlänge maximaler
Intensität von 470 nm oder weniger zu emittieren,
- alle Bildpunkte (20) aus derselben
Halbleiterschichtenfolge (2) durch Ätzen hergestellt sind und Strahlung (R) derselben Wellenlänge
emittieren .
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Halbleiterschichtenfolge (2) aus dem
Materialsystem AlInGaN ist und eine Wellenlänge
maximaler Intensität der Strahlung (R) im Bereich von 365 nm bis 470 nm liegt,
wobei die Transportkanäle (3) für eine Druckflüssigkeit (91) mit einer Viskosität zwischen einschließlich
10 Pa-s und 50 Pa-s und für einen Volumenfluss zwischen einschließlich 2 ml/cm2-min und 30 ml/cm2-min ausgelegt sind, und wobei den meisten oder jedem der Bildpunkte (20) einer oder mehrere der Transportkanäle (3) zugeordnet sind und sich die Transportkanäle (3) , in Draufsicht gesehen, zwischen benachbarten Bildpunkten (20) befinden.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich zwischen benachbarten Bildpunkten (20) für die Strahlung (R) undurchlässige Wälle (4) zu einer optischen Isolation der Bildpunkte (20) voneinander befinden, wobei die Wälle (4) die Bildpunkte (20) jeweils überragen und die Transportkanäle (3) in den Wällen untergebracht sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem an Seitenwänden (26) der Bildpunkte (20) eine für die Strahlung (R) undurchlässige Beschichtung (6) aufgebracht ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Beschichtung (6) reflektierend ist und mindestens zum Teil Begrenzungswände (36) der
Transportkanäle (3) bildet.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich die Bildpunkte (20) in Richtung weg von dem gemeinsamen Träger (5) verjüngen,
wobei eine dem Träger (5) abgewandte Oberseite (27) der Bildpunkte (20) als Sammellinse (7) ausgebildet ist. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Träger (5) ein Siliziumträger ist und
Ansteuertransistoren (55) für die Bildpunkte (20) umfasst, wobei sich die Bildpunkte (20) in einer sich näher an der Strahlungsaustrittsseite (10) liegenden Ebene befinden als die Ansteuertransistoren (55) .
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Bildpunkte (20) zusammengenommen in
Draufsicht einen Flächenanteil zwischen einschließlich 25 % und 50 % der Strahlungsaustrittsseite (10)
einnehmen und die Transportkanäle (3) einen
Flächenanteil zwischen einschließlich 15 % und 45 %.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Bildpunkte (20) eine mittlere Kantenlänge zwischen einschließlich 2 ym und 200 ym aufweisen, wobei ein mittlerer Durchmesser der Transportkanäle (3) an der Strahlungsaustrittsseite (10) zwischen
einschließlich 5 ym und 100 ym beträgt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Bildpunkte (20) eine aktive Zone (22) aufweisen, die von Durchkontaktierungen (25)
durchdrungen wird, sodass dem Träger (5) abgewandte Oberseiten (27) der Bildpunkte (20) frei von Elektroden (81, 82) zur Bestromung der Bildpunkte (20) sind.
3D-Drucker (9) mit mindestens einem optoelektronischen Halbleiterbauteil (1), wobei - das Halbleiterbauteil (1) einen Träger (5) umfasst,
- das Halbleiterbauteil (1) eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren, im Betrieb Strahlung (R) emittierenden Bildpunkten (20) umfasst, die aus zumindest einem
Halbleitermaterial gebildet und die auf dem Träger (5) angebracht sind,
- die Bildpunkte (20) dazu eingerichtet sind, Strahlung (R) mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von
470 nm oder weniger zu emittieren,
- die Bildpunkte (20) dazu eingerichtet sind, eine strahlungshärtbare Druckflüssigkeit (91) mit
zweidimensionalen Schnittbildern eines zu druckenden 3D-Objekts (99) zu bestrahlen, sodass das 3D-Objekt (99) aus einer Sequenz der zweidimensionalen
Schnittbilder zusammengesetzt ist,
- eine Strahlungsaustrittsseite (10) des
Halbleiterbauteils (1) im Mittel eben geformt und parallel zu den zweidimensionalen Schnittbildern ausgerichtet ist,
- ein Aushärten der Druckflüssigkeit (91) optisch unmittelbar durch die von den Bildpunkten (20)
emittierte Strahlung (R) erfolgt, und
- sich zwischen den Bildpunkten (20) und einer
Aushärtzone (93) der Druckflüssigkeit (91) im Betrieb des 3D-Druckers (9) eine inhibierte Zone (96) befindet, in der kein Aushärten der Druckflüssigkeit (91)
erfolgt,
- alle Bildpunkte (20) aus derselben
Halbleiterschichtenfolge (2) durch Ätzen hergestellt sind und Strahlung (R) derselben Wellenlänge
emittieren, und
- jedem der Bildpunkte (20) zumindest einer der
Transportkanäle (3) zugeordnet ist und sich die Transportkanäle (3) , in Draufsicht gesehen, zwischen benachbarten Bildpunkten (20) befinden.
3D-Drucker (9) nach dem vorhergehenden Anspruch mit mindestens einem optoelektronischen Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10, bei dem die inhibierte Zone (96) eine Dicke zwischen einschließlich 10 % und 200 % einer mittleren
Kantenlänge der Bildpunkte (20) aufweist,
wobei die Inhibition in der inhibierten Zone (96) durch Zugabe von Sauerstoff in die Druckflüssigkeit (91) durch ein Sauerstofftransportelement (95) hindurch erfolgt, wobei das Sauerstofftransportelement (95) in direktem Kontakt mit der Druckflüssigkeit (91) steht und ein Zwischenraum zwischen den Bildpunkten (20) und der Aushärtzone (93) frei ist von einem strahlbestimmenden optischen Element.
3D-Drucker (9) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Halbleiterbauteil (1) selbst das
Sauerstofftransportelement (95) ist und im Betrieb der Sauerstoff durch die Transportkanäle (3) des
Halbleiterbauteils (1) hindurch der Druckflüssigkeit (91) zugegeben wird.
3D-Drucker (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 oder 13,
bei dem die Druckflüssigkeit (91) im Betrieb durch die Transportkanäle (3) des Halbleiterbauteils (1) hindurch in einen Druckraum (92) des 3D-Druckers (9)
transportiert wird.
3D-Drucker (9) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Halbleiterbauteil (1) eine Heizung (97) umfasst oder bei dem an dem Halbleiterbauteil (1) eine Heizung (97) angebracht ist,
wobei die Heizung (97) dazu eingerichtet ist, eine Viskosität der Druckflüssigkeit (91) beim Transport durch die Transportkanäle (3) herabzusetzen.
16. 3D-Drucker (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
der zusätzlich eine Heizung (97) umfasst,
wobei die Heizung (97) beabstandet von dem
Halbleiterbauteil (1) angeordnet ist und dazu
eingerichtet ist, eine Viskosität der Druckflüssigkeit
(91) beim Transport durch die Transportkanäle (3) herabzusetzen.
PCT/EP2016/071202 2015-09-18 2016-09-08 Optoelektronisches halbleiterbauteil und 3d-drucker damit WO2017045995A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112016004248.5T DE112016004248B4 (de) 2015-09-18 2016-09-08 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und 3D-Drucker
US15/757,289 US10906235B2 (en) 2015-09-18 2016-09-08 Optoelectronic semiconductor component and 3D printer
US17/164,456 US11745415B2 (en) 2015-09-18 2021-02-01 Optoelectronic semiconductor component and 3D printer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015115810.8A DE102015115810A1 (de) 2015-09-18 2015-09-18 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und 3D-Drucker
DE102015115810.8 2015-09-18

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/757,289 A-371-Of-International US10906235B2 (en) 2015-09-18 2016-09-08 Optoelectronic semiconductor component and 3D printer
US17/164,456 Division US11745415B2 (en) 2015-09-18 2021-02-01 Optoelectronic semiconductor component and 3D printer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017045995A1 true WO2017045995A1 (de) 2017-03-23

Family

ID=56958895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/071202 WO2017045995A1 (de) 2015-09-18 2016-09-08 Optoelektronisches halbleiterbauteil und 3d-drucker damit

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10906235B2 (de)
DE (2) DE102015115810A1 (de)
WO (1) WO2017045995A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069431A (zh) * 2017-06-05 2017-08-18 太原理工大学 一种基于3D打印的GaAs基边发射激光器制备方法
CN111712922A (zh) * 2017-12-20 2020-09-25 亮锐有限责任公司 具有嵌入式晶体管的分段式led

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017104871A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
US11961875B2 (en) * 2017-12-20 2024-04-16 Lumileds Llc Monolithic segmented LED array architecture with islanded epitaxial growth
US10879431B2 (en) 2017-12-22 2020-12-29 Lumileds Llc Wavelength converting layer patterning for LED arrays
US10923628B2 (en) 2018-09-27 2021-02-16 Lumileds Llc Micrometer scale light emitting diode displays on patterned templates and substrates
US10964845B2 (en) 2018-09-27 2021-03-30 Lumileds Llc Micro light emitting devices
US11201265B2 (en) * 2018-09-27 2021-12-14 Lumileds Llc Micro light emitting devices
US10811460B2 (en) 2018-09-27 2020-10-20 Lumileds Holding B.V. Micrometer scale light emitting diode displays on patterned templates and substrates
DE102019211001A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur digitalen Erzeugung eines optischen Elements mit integrierten Funktionalitäten und derart hergestelltes optisches Element
US11674795B2 (en) 2019-12-18 2023-06-13 Lumileds Llc Miniature pattern projector using microLEDs and micro-optics
US11923398B2 (en) 2019-12-23 2024-03-05 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays
US11404473B2 (en) 2019-12-23 2022-08-02 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays
US11942507B2 (en) 2020-03-11 2024-03-26 Lumileds Llc Light emitting diode devices
US11569415B2 (en) 2020-03-11 2023-01-31 Lumileds Llc Light emitting diode devices with defined hard mask opening
US11848402B2 (en) 2020-03-11 2023-12-19 Lumileds Llc Light emitting diode devices with multilayer composite film including current spreading layer
US11735695B2 (en) 2020-03-11 2023-08-22 Lumileds Llc Light emitting diode devices with current spreading layer
US11901491B2 (en) 2020-10-29 2024-02-13 Lumileds Llc Light emitting diode devices
US11626538B2 (en) 2020-10-29 2023-04-11 Lumileds Llc Light emitting diode device with tunable emission
US11631786B2 (en) 2020-11-12 2023-04-18 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays with etch stop layer
US11705534B2 (en) 2020-12-01 2023-07-18 Lumileds Llc Methods of making flip chip micro light emitting diodes
US11955583B2 (en) 2020-12-01 2024-04-09 Lumileds Llc Flip chip micro light emitting diodes
US11600656B2 (en) 2020-12-14 2023-03-07 Lumileds Llc Light emitting diode device
US11935987B2 (en) 2021-11-03 2024-03-19 Lumileds Llc Light emitting diode arrays with a light-emitting pixel area
CN115122636A (zh) * 2022-06-20 2022-09-30 深圳锐沣科技有限公司 料槽及三维打印机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2226683A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-08 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Beleuchtungssystem zur Verwendung in einer stereolithografischen Vorrichtung
US20150072293A1 (en) * 2013-08-14 2015-03-12 Eipi Systems, Inc. Continuous liquid interphase printing
WO2015091459A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Koninklijke Philips N.V. Laser printing system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI220578B (en) * 2003-09-16 2004-08-21 Opto Tech Corp Light-emitting device capable of increasing light-emitting active region
JP2010205988A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Panasonic Corp 窒化物半導体素子及びその製造方法
US9321281B2 (en) * 2009-03-27 2016-04-26 Electronics For Imaging, Inc. Selective ink cure
DE102011056888A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
DE102012103393A1 (de) 2012-04-18 2013-10-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Transparenter Körper, optoelektronisches Bauelement mit einem transparenten Körper und Verfahren zur Herstellung eines transparenten Körpers
US9232569B2 (en) * 2013-02-27 2016-01-05 Applied Materials, Inc. Solid state light source assisted processing
FR3019380B1 (fr) * 2014-04-01 2017-09-01 Centre Nat Rech Scient Pixel semiconducteur, matrice de tels pixels, structure semiconductrice pour la realisation de tels pixels et leurs procedes de fabrication
JP6413460B2 (ja) * 2014-08-08 2018-10-31 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
CN114474725A (zh) * 2014-09-26 2022-05-13 惠普发展公司， 有限责任合伙企业 用于增材制造的光照
CN107175815B (zh) * 2017-07-13 2020-05-19 上海天马微电子有限公司 一种透射式液晶面板与3d打印装置
KR102407739B1 (ko) * 2017-11-24 2022-06-10 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
US11075321B2 (en) * 2017-12-27 2021-07-27 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2226683A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-08 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Beleuchtungssystem zur Verwendung in einer stereolithografischen Vorrichtung
US20150072293A1 (en) * 2013-08-14 2015-03-12 Eipi Systems, Inc. Continuous liquid interphase printing
WO2015091459A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Koninklijke Philips N.V. Laser printing system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107069431A (zh) * 2017-06-05 2017-08-18 太原理工大学 一种基于3D打印的GaAs基边发射激光器制备方法
CN111712922A (zh) * 2017-12-20 2020-09-25 亮锐有限责任公司 具有嵌入式晶体管的分段式led
US11749790B2 (en) 2017-12-20 2023-09-05 Lumileds Llc Segmented LED with embedded transistors

Also Published As

Publication number Publication date
US20180272605A1 (en) 2018-09-27
US10906235B2 (en) 2021-02-02
DE112016004248B4 (de) 2021-07-29
DE102015115810A1 (de) 2017-03-23
US20210154918A1 (en) 2021-05-27
US11745415B2 (en) 2023-09-05
DE112016004248A5 (de) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016004248B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und 3D-Drucker
EP3140591B1 (de) Erzeugen eines lichtabstrahlmusters in einem fernfeld
US20150333234A1 (en) Method and Apparatus for Coupling Light-Emitting Elements with Light-Converting Material
DE102005000986B4 (de) Lichtemissionsmodul
DE60004798T2 (de) Verfahren zur erzeugung einer maske auf einer oberfläche
DE112010005248B4 (de) Modulare led-array-lichtquellen von hoher dichte
EP2223337B1 (de) Optoelektronisches bauelement und herstellungsverfahren für ein optoelektronisches bauelement
DE102014112551A1 (de) Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
EP2368269A1 (de) Optoelektronische projektionsvorrichtung
DE102020113855A1 (de) Baustein und Anzeigemodul
WO2019105769A1 (de) Scheinwerfer und betriebsverfahren
EP3642878B1 (de) Halbleiterdisplay
WO2016134981A1 (de) Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen und optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102019125255A1 (de) Licht-emittierende Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE202018006543U1 (de) Einrichtung zum Anpassen des Bodens einer flexografischen Druckplatte in einem gesteuerten bzw. geregelten Belichtungssystem
DE112020005976T5 (de) Optoelektronische vorrichtung
DE112017002405B4 (de) Optische Anordnung, Verfahren zur Herstellung einer optischen Anordnung und Anzeigegerät
DE112011105527B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer polychromatisierenden Schicht und Substrat sowie Leuchtdiode mit polychromatisierender Schicht
WO2013124089A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
DE112020003257T5 (de) Verfahren, Vorrichtungen und Materialien zur Herstellung von mikropixelierten LEDs durch additive Fertigung
WO2020239852A1 (de) Anordnung mit elektromagnetischer strahlung emittierenden halbleiterbauelementen und deren herstellungsverfahren
WO2018141834A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und herstellungsverfahren hierfür
WO2013037584A1 (de) Leuchtvorrichtung mit halbleiterlichtquelle und leuchtstoffbereich
DE102012112307A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
WO2023222482A1 (de) Optoelektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16767187

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15757289

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016004248

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112016004248

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16767187

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1