WO2019068523A1 - Lichtemittierendes bauteil, anzeigevorrichtung und verfahren zur herstellung einer anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2019068523A1
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chips
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led
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Thomas Schwarz
Frank Singer
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Definitions

  • a method for producing a display device specified is, inter alia, to specify a light-emitting component, in particular for use in a display device or a display, which is particularly compact and which is particularly
  • Task is to provide a display device which is particularly inexpensive and time-saving to produce. Furthermore, there is a problem to be solved in a
  • the light emitting device is a light emitting device
  • an optoelectronic component which is adapted to, in the normal operation of light, especially for human visible light to
  • electromagnetic radiation from the wavelength range between the wavelengths of infrared radiation and the
  • the light-emitting component comprises at least one, in particular a single IC chip and at least one LED chip, in particular a plurality of LED chips, in particular a plurality of different LED chips.
  • the IC chip is in particular a
  • integrated circuit also called integrated circuit, which (r) is formed with a semiconductor material.
  • the IC chip can be used with monocrystalline semiconductor material,
  • monocrystalline silicon may be formed.
  • the IC chip comprises several together
  • transistors, diodes and / or other active or passive elements For example, transistors, diodes and / or other active or passive elements.
  • such an IC chip comprises a circuit having a plurality of active and / or passive elements.
  • the IC chip comprises at least two transistors and a capacitor.
  • the at least one LED chip is
  • a light-emitting semiconductor chip which has at least one active region in which electromagnetic radiation is generated in the intended operation of the LED chip.
  • LED chip with organic material in particular formed with III-V compound semiconductor material and / or with II-VI compound semiconductor material.
  • the LED chip with organic material in particular formed with III-V compound semiconductor material and / or with II-VI compound semiconductor material.
  • a light-emitting component having a plurality of LED chips at least one LED chip formed with an inorganic material and at least one LED chip formed with an organic material may be provided on the IC chip.
  • the IC chip formed with an inorganic material and at least one LED chip formed with an organic material may be provided on the IC chip.
  • the IC chip and the LED chip are not each separately with one, for example
  • Encapsulated plastic material containing housing material is not limited to, the LED chip and the IC chip do not have separate housings.
  • the LED chip and the IC chip can each have a passivation, in which it
  • the LED chip and the IC chip can be provided with a common encapsulation and thus in particular before
  • the LED chip is on one
  • the top surface of the integrated circuit chip is a major surface of the integrated circuit chip.
  • Mounting area mounted on the top surface of the IC chip.
  • the LED chip is integrally connected to the IC chip.
  • cohesive not only applies to direct physical contact but also when between the contact surfaces of metallic solder material,
  • electrically conductive material is located.
  • the LED chip can be controlled by means of the IC chip.
  • an electrical signal applied to the LED chip can be predetermined so that the LED chip emits light in a predefined manner.
  • the electrical signal is about a pulse width modulated signal or analog current or voltage signal.
  • the LED chip is electrically connected to terminal areas of the IC chip.
  • Connection regions can be arranged, for example, on the top surface of the IC chip.
  • the LED chip can be surface-mountable, so that the LED chip can be electrically contacted on a side facing the IC chip and can be connected to the connection regions of the IC chip.
  • the light-emitting component may comprise a plurality of LED chips, which are arranged on the top surface of the IC chip.
  • the LED chips can be operated separately from one another, for example, by means of the IC chip.
  • the IC chip has at least two electrical connection surfaces on a bottom surface facing away from the LED chip.
  • active and / or passive semiconductor components embedded in the IC chip can be operated via the connection surfaces. About the pads, which are arranged on the bottom surface, the IC chip can be operated so that this
  • the IC chip is set up to be operated electrically in normal operation via the connection surfaces, wherein the IC chip operates the LED chip in a predefined manner.
  • the LED chip is arranged on a cover surface of the IC chip and electrically coupled thereto, wherein the LED chip is electrically actuated by means of the IC chip.
  • the IC chip has at least two electrical connection surfaces on a bottom surface facing away from the LED chip, and the light-emitting component is electrically contactable and operable via the connection surfaces.
  • One of the light-emitting components described here is based, inter alia, on the following considerations:
  • Control electronics of the display system is arranged in a common composite.
  • the IC chip comprises the control electronics, by means of which the LED chip can be controlled.
  • the light-emitting components can each be independently tested and selected before they are assigned to a display device.
  • the selection allows
  • the light-emitting components a production of particularly reliable display devices.
  • the selectability of the light-emitting components allows a particularly high yield of properly functioning display devices.
  • a plurality of LED chips are arranged on the top surface, such that the
  • light-emitting component is capable of mixed-color
  • the LED chips are so operable by means of the IC chip that a color location of the
  • light emitting component emitted light is adjustable.
  • at least three LED chips are arranged on the top surface of the light-emitting component.
  • the LED chips which are arranged on the top surface of an IC chip, are adapted to light having a different color location
  • the light-emitting device includes an LED chip configured to emit red light, an LED chip having
  • LED chip which is adapted to blue light
  • the LED chips which are arranged together on the IC chip, can form a pixel of a display device.
  • the light-emitting component comprises three LED chips per pixel, by means of which mixed-color light can be emitted.
  • the color of the mixed-color light can be specified with the IC chip.
  • the LED chips, which are arranged on a common IC chip can form a plurality of pixels of a display device. In particular, always make three LED chips one pixel of a display device, so that the number of LED chips, which are arranged on a common IC chip is a multiple of three.
  • the LED chip has a maximum edge length of 40 ⁇ m along the top surface.
  • the LED chip can have a maximum edge length of 20 ym.
  • the LED chip along the top surface may have a round contour, in which case the edge length as a maximum lateral dimension, for example a
  • Diameter of the LED chip is to be seen, which is a maximum of 40 ym, preferably a maximum of 20 ym.
  • the LED chips have a particularly small edge length, which results in a particularly small chip area.
  • the IC chip has a maximum perpendicular to its main extension plane
  • the IC chip has a maximum thickness of 20 ym perpendicular to its main extension plane.
  • the IC chip has on its side surfaces at least two projections which extend along the main extension plane. The protrusions may be formed with the material of the IC chip.
  • the protrusions may be formed with multiple layers extending along the main extension plane of the IC chip.
  • the IC chip has a rectangular contour, at least at two opposite edges of the rectangular contour, the projections are formed.
  • an electrically conductive structure is arranged on the top surface in the region of the projections, via which the
  • each electrically conductive structure on a projection is, for example, exactly one of
  • the number of lands or protrusions of an IC chip corresponds to the number of lands of the IC chip.
  • the electrically conductive structure is electrically conductively connected to the LED chip and / or the IC chip.
  • the electrically conductive structures are electrically conductively connected to the connection surfaces.
  • the IC chip and / or the LED chip are electrically operable via the electrically conductive structure.
  • a display device includes a variety of those described herein
  • the light-emitting component is a component of an active-matrix display. In particular, every single one covers this
  • Pixel of the display a circuit with active
  • the light-emitting components are arranged at the nodes of a periodic grating on a common carrier.
  • the light-emitting components are arranged at the nodes of a periodic grating on a common carrier.
  • the light emitting components connected via the pads for electrical operation.
  • the light-emitting components are arranged at the nodes of a regular rectangular grid on the carrier.
  • the carrier comprises a plurality of
  • the light-emitting components can be interconnected electrically with one another.
  • the carrier is formed with a monocrystalline material, in particular silicon.
  • the conductor tracks in a first plane and in a second plane above the other
  • Dielectric are electrically isolated from each other.
  • each light-emitting component can have a
  • pixels include. For example, adjacent pixels that are on a common
  • light-emitting component are formed in the lateral direction at an equal distance from each other as mutually adjacent pixels formed on different light-emitting components. Adjacent pixels are along the
  • Main extension plane of the display device arranged side by side, wherein between two adjacent pixels along the main extension plane of
  • Display device no further pixels are arranged.
  • the LED chips of the light-emitting components of the display device are operable independently of one another.
  • any LED chips of the display device can be operated simultaneously by means of the IC chips. For example, form the
  • an active matrix circuit which is formed modularly with the plurality of IC chips.
  • a display device is a device for optical signaling of
  • moving images can be displayed by means of the display device.
  • the display device may be a screen.
  • the display device may be a video wall.
  • a plurality of LED chips are manufactured simultaneously in one and the same first method.
  • the LED chips after their production in the composite, which
  • a passivation of the semiconductor surfaces no longer encapsulated with a housing material.
  • the LED chips have no encapsulation, which protects the LED chips, for example, from environmental influences.
  • a passivation can be arranged, which can be formed, for example, with a silicon oxide (SiOx, preferably Si0 2 ), a silicon nitride (SiN x ) or an aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • SiOx silicon oxide
  • SiN x silicon nitride
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • an embodiment with a partial passivation or without passivation, in which at least one outer surface of the LED chip is formed with an epitaxially grown material is also possible.
  • a plurality of IC chips are manufactured simultaneously in one and the same second method.
  • the IC chips are manufactured in a common second composite.
  • the IC chips are formed in layers, the layers on a
  • the IC chips include thin film circuits using additive processes and
  • the IC chips may be formed with a plurality of thin film transistors.
  • the IC chips are not encapsulated, so that, for example, the side surfaces are formed at least partially with the layered materials.
  • the IC chips in the second composite are electrically conductive contacted and operable.
  • the IC chips after their production in the composite which typically includes passivation of the semiconductor surfaces, no longer encapsulated with a package material.
  • a plurality of light-emitting components is formed, with LED chips from the first composite being applied to cover surfaces IC chips of the second composite.
  • LED chips from the first composite being applied to cover surfaces IC chips of the second composite.
  • the LED chips by means of an adhesive method or a
  • the light-emitting components are selected.
  • light-emitting components are selected based on a predetermined criterion.
  • the light-emitting components are selected based on externally visible features.
  • the light-emitting components for example, based on a
  • step E light-emitting components are transferred to a carrier of the display device.
  • light-emitting components are, for example, by means of a suitable electrically conductive adhesive, by means of a non-conductive adhesive, by means of a solder or electrically and / or mechanically connected to the carrier by thermocompression.
  • the carrier is designed, for example, as already described above.
  • the light-emitting components are tested electrically and / or optically.
  • the composite in which the IC chips are produced several light-emitting components are simultaneously contacted and operated in an electrically conductive manner.
  • several light-emitting components are simultaneously contacted and operated in an electrically conductive manner.
  • the light-emitting components can be selected after the test on the basis of the test results in a step D), so that only the light-emitting components fulfilling a specifiable test criterion are transferred to the carrier of the display device. This allows a particularly high proportion of functioning pixels in the display device.
  • a plurality of light-emitting elements in step C) at the same time by means of a
  • the LED chips are adhesively attached to a first transfer carrier.
  • the first transfer carrier can in particular with a viscoelastic
  • Elastomer material may be formed, on which the LED chips be liable during the transfer due to van der Waals forces.
  • the connection force between the first transfer carrier and the LED chips depends on the
  • the first transfer carrier may have a plurality of channels, by means of which the LED chips are sucked.
  • the first transfer carrier is brought into contact with the LED chips on a surface of the LED chips facing away from the substrate. Subsequently, the first
  • Transfer carrier at a first speed perpendicular to the main plane of extension of the substrate away from this.
  • the LED chip it can be arranged with a surface facing away from the first transfer carrier surface on the top surface of an IC chip. Subsequently, the first
  • the second speed less than the first speed.
  • the first transfer carrier is a carrier which has an adhesion layer
  • LED chips may be selectively attached to the first carrier by suction.
  • a plurality of light-emitting components in step F) at the same time by means of a
  • step C) Place the LED chips in step C) occur in step F) the IC chips.
  • the second transfer carrier on a surface facing away from the bottom surface of the IC chip surface in
  • Main extension plane of the IC chip are removed.
  • it may be provided with a surface facing away from the second transfer carrier on a main surface of the carrier of the display device
  • Transfer carrier perpendicular to the top surface of the IC chip to be removed at a fourth speed is less than the third speed.
  • step E) is performed before
  • Components can, for example, in a step Cl) in
  • step E are transferred to the support of the display device. From the carrier, individual light-emitting components can then be removed from the carrier in step D). For example, while the light emitting components depending on
  • individual light-emitting components which do not exhibit a predetermined property during testing are selectively, in particular successively, removed from the carrier
  • the light emitting devices are selectively transferred to a carrier so that steps D) and E) are performed simultaneously.
  • the second transfer carrier is selectively coated with an adhesive material or an adhesive material applied to the second transfer carrier is selectively activated, so that only selected light-emitting components are transferred to the support of the display device in step E).
  • the second transfer carrier can be configured to selectively suck the light-emitting components so that the light-emitting components can be selected and transferred separately from one another by means of the second transfer carrier.
  • step B) the IC chips are produced on a sacrificial layer, which is removed before step E).
  • the integrated circuit chips are fabricated on a common sacrificial layer.
  • the IC chips in this composite are arranged on a common substrate by means of the sacrificial layer.
  • the sacrificial layer is arranged, for example, on a bottom surface of the IC chips. The sacrificial layer can be removed by means of an etching process, so that the IC chips exclusively via webs
  • the IC chips are produced in a composite in step B), the IC chips being mechanically fixedly connected to a common armature structure by means of the ribs, the ribs extending along the main extension plane of the IC chips and the armature structure extending the IC Each chip completely surrounds in a lateral plane.
  • the anchor structure is produced at the same time in the same manufacturing process as the IC chips.
  • anchor structure is the same
  • the anchor structure is formed multi-layered.
  • the armature structure is configured as a grid, which is arranged in a plane with the IC chips.
  • the webs are at least partially destroyed, for example, by simply breaking, with projections.
  • the projections are each formed at least with a part of one of the webs.
  • Transfer carrier are pressed towards the substrate, so that the webs are destroyed and the mechanical
  • the maximum height of the webs or the projections may be less than the thickness of the IC chip.
  • the webs have a maximum height of perpendicular to the top surface of the IC chip
  • the projections have perpendicular to the top surface of the IC chip, a maximum height of for example 3 ym, preferably lym.
  • the anchor structure is with
  • contact surfaces provided, wherein the contact surfaces are electrically conductive, respectively, with multiple LED chips on
  • step Cl) the light-emitting components are electrically operated via the contact surfaces.
  • Anchor structure arranged and freely accessible from the outside.
  • step Cl several light-emitting components are electrically operated at the same time in step Cl).
  • the contact surfaces are electrically conductive with electrical
  • Display device become the electrically conductive
  • the contact surfaces on the armature structure allow testing of the IC chips and / or the LED chips before they are mounted on the support of the display device.
  • 1, 2, 3, 4 and 5 show different views of a light-emitting component described here
  • Figure 6 is a circuit diagram of one described here
  • Figure 16 is a perspective top view of one here
  • FIG. 1 shows an embodiment of a
  • the light emitting device 10 includes an IC chip 100 and three LED chips 200 disposed on the top surface 100 a of the IC chip 100.
  • the LED chips 200 can be controlled by means of the IC chip 100.
  • the light-emitting component is capable of emitting mixed-color light and of operating the LED chips 200 by means of the IC chip such that a color location of a light emitted by the light-emitting component can be set.
  • Antireflection layer 117 arranged.
  • the antireflection layer may be formed with a black material and have a roughened surface to the outside.
  • the antireflective layer 117 is configured to absorb or scatter electromagnetic radiation impinging on the top surface 100a.
  • a particularly high contrast of the light-emitting component can be achieved.
  • the IC chip 100 essentially has a rectangular contour.
  • End faces 100c of the IC chip 100 are along the
  • Main extension plane E projections 111 formed.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a
  • FIG. 1 In contrast to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, no antireflection coating 117 is arranged on the top surface 100a.
  • the LED chips 200 are on a common connection region 110 arranged and electrically connected to this.
  • the LED chips are each connected separately to one another with a further connection region 110 in an electrically conductive manner, via which the LED chips are separated from one another
  • Projections 111 an electrically conductive structure 120th
  • electrically conductive structure 120 of the IC chip 100 and / or the LED chips 200 are electrically conductive contactable and controllable.
  • the LED chips are electrically conductive in each case with the other
  • connection layer 116 is electrically conductive, for example, with a transparent one
  • a first 101, a second 102, a third 103, a fourth 104, a fifth 105 and a sixth 106 electrical connection surface are arranged on a bottom surface 100b of the IC chip 100.
  • a first 101, a second 102, a third 103, a fourth 104, a fifth 105 and a sixth 106 electrical connection surface are arranged on a bottom surface 100b of the IC chip 100.
  • Cover surface 100 a arranged LED chips 200 are on the pads 101, 102, 103, 104, 105, 106 at the
  • Pads 101, 102, 103, 104, 105, 106 of the IC chip 100 electrically conductive contactable and operable.
  • Pads 101, 102, 103, 103, 104, 105, 106 are electrically connected to a logic circuit of the IC chip 100. These are for example
  • FIG. 4 shows a schematic top view of FIG.
  • connection surface arranged.
  • each electrical connection surface 101, 102, 103, 104, 105, 106 on the bottom surface 100b of the integrated circuit chip 100 is electrically connected respectively to electrically conductive patterns 120 disposed on the top surface 100a of the integrated circuit chip 100.
  • the light-emitting component 10 on the cover surface 100a comprises the same number of electrically conductive structures 120 as connection surfaces on the cover surface 100a
  • Bottom surface 100b of the IC chip 100 are arranged.
  • each electrically conductive structure may be arranged on the cover surface 100a in the region of a projection 111 of the IC chip 100.
  • Different electrically conductive structures 120 are, for example, electrically isolated from each other. Next can also be different
  • Pads 101, 102, 103, 104, 105, 106 are electrically insulated from each other.
  • the IC chip 100 includes as many projections 111 as electrical
  • FIG. 5 shows a schematic top view of FIG.
  • the light-emitting component 10 has, for example, substantially a rectangular contour with an edge length of 54 ym to 34 ym.
  • connection regions 110 are arranged, via which the LED chips 200 are contacted and operated.
  • Each LED chip 200 is uniquely associated with a connection area 110, which has a
  • Connection layer 116 is electrically conductively connected to a side remote from the IC chip side of the LED chip 200.
  • the connection layer 116 is connected to a
  • connection surfaces are connected. The thickness of the IC chip 100 perpendicular to its main plane of extension, from the
  • Floor surface 100b to the top surface 100a is a maximum of 50 ym, in particular a maximum of 20 ym.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a
  • the LED chips 200 are, for example, each electrically connected to the IC chip 100 at its cathode.
  • the anodes of the LED chips 200 are electrically conductive with the first electrical
  • the LED Chip 200 which is adapted to emit electromagnetic radiation in a red wavelength range, electrically conductive with the first electrical
  • Pad 101 and the LED chips 200 which are adapted to electromagnetic radiation in a blue wavelength ranges and in a green
  • Wavelength range to emit together with the electrical pad 102 are electrically conductive
  • the fifth electrical connection pad 105 is connected to a grounding electrode.
  • Pad 101 may, for example, have a potential of 2.5 V with respect to the fifth pad 105.
  • the second pad 102 may have a potential of 3.5 V with respect to the fifth pad 105
  • a data signal can be applied to the third pad 103, by means of which the IC chip 100 is driven.
  • the fourth electrical connection surface 104 opposite to the fifth connection surface 105 for example, have a potential of 1.8 V.
  • a supply voltage for the IC chip 100 may be present at the fourth connection surface 104.
  • another data signal can be present, by means of which the IC chip 100 is driven.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of an LED chip 200 of an exemplary embodiment of a light-emitting component 10 described here.
  • the LED chip 200 is arranged on the substrate 300.
  • the LED chip 200 is fabricated on the substrate 300 in a step A).
  • a plurality of LEDs are mounted on the substrate 300.
  • the plurality of LED chips 200 are simultaneously manufactured in a same process.
  • the first transfer carrier 31 is, for example, a stamp, which is formed with an elastomeric material.
  • the LED chip 200 is removed from the substrate 300, so that the LED chip 200 is mechanically connected to the substrate 300 facing away from the surface with the transfer carrier 31.
  • the first transfer carrier 31 is brought into direct contact with the LED chip 200 and
  • the LED chip 200 is through
  • FIG. 8 shows a step subsequent to that in FIG. 7 for producing a display device 1.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of an IC chip 100 which is produced in a composite in step B).
  • a plurality of IC chips 100 are simultaneously manufactured in a same process.
  • the IC chip 100 is produced, for example, on a sacrificial layer 112, which in turn is arranged on a substrate 300.
  • the IC chip 100 is mechanically fixedly connected to an anchor structure 115.
  • the armature structure 115 is formed, for example, with a same material as the IC chip 100.
  • the anchor structure 115 is mechanically fixedly connected to the substrate 300.
  • an LED chip 200 On the top surface 100a of the integrated circuit chip 100, an LED chip 200 has already been arranged in a step C), which is to this end is set up to emit light in a green wavelength range during normal operation. Furthermore, electrically conductive structures 120 are arranged on the cover surface 100a of the IC chip 100 and extend over the webs 1110 onto the armature structure 115. The conductive structures 120 are electrically connected to the pads 101, 106 disposed on the bottom surface 100b of the IC chip 100. By means of the first transfer carrier 31, the LED chip 200 described in FIG. 7 is arranged on the top surface 100a of the IC chip in step C). For this purpose, the LED chip 200 is brought into direct contact with the cover surface 100a of the IC chip 100 with a surface facing away from the first transfer carrier 200. In particular, the LED chip 200 is facing away from the first transfer carrier surface on a
  • Connection area 110 is arranged. Subsequently, the first transfer carrier is removed from the IC chip 100 at a second speed V2 perpendicular to the top surface 100a of the IC chip 100. In this case, the second speed V2 is lower than the first speed VI.
  • FIG. 9 shows an embodiment of a
  • FIG. 9 shows a light-emitting component 10 after the steps described in FIGS. 7 and 8 have been carried out.
  • the LED chips 200 are each electrically connected by means of a connection structure 116, so that the LED chips can be operated by means of the IC chip 100.
  • 10 shows a schematic plan view of a plurality of IC chips 100 according to an embodiment, which are arranged in the manufacture of a display device 1 in the composite.
  • the IC chips 100 are mechanically fixed by means of webs 1110 with the common anchor structure 115
  • Main extension plane E of the IC chips 100 extend and the anchor structure 115, the IC chips 100 in their
  • Main extension plane E completely surrounds each.
  • the IC chips 100 are mechanically connected exclusively to the armature structure 115 via the webs 1110.
  • electrically conductive structures 120 are arranged, by means of which the IC chips 100 are electrically conductively connected to contact surfaces 115a.
  • Contact pads 115a are disposed in the edge region of the armature structure 115 and allow testing of the IC chips 100 and / or the LED chips 200 before the IC chips 100 are released from the composite in which the IC chips 100 are fabricated.
  • a plurality of LED chips 200 which are arranged on different IC chips 100, can be electrically conductively contacted via a contact surface 115a and
  • a plurality of light-emitting components 10 are simultaneously electrically contacted via the contact surfaces 115a and
  • cross-matrix circuit operated sequentially by cross-matrix circuit.
  • cross-matrix circuit for example, electrical and / or optical
  • Characteristics of the light-emitting components are detected, based on which the light-emitting components in a
  • the electrically conductive structures 120 are on the
  • Anchor structure 115 for example, at least partially arranged in two superposed planes, so that the
  • the electrically conductive structures 120 are produced at the same time as the connection regions 110 of the IC chips 100.
  • the electrically conductive structures 120 are produced at the same time as the connection regions 110 of the IC chips 100.
  • the connection regions 110 of the IC chips 100 are produced at the same time as the connection regions 110 of the IC chips 100.
  • test blocks 40 may be arranged, which are tested in a common step Cl) at the same time.
  • a test block 40 describes a plurality of
  • Contact surfaces 115c are electrically conductive contactable and are made in a common composite. In particular, in step Cl) in testing the
  • light-emitting components 10 a measurement of electrical and / or optical properties of the light-emitting
  • Components 10 performed.
  • at least one of the determined properties is compared with a predetermined specification. Depending on whether one
  • FIGS. 11 to 13 show a schematic sectional view of a light-emitting component 10 according to FIG.
  • Embodiment which in the manufacture of a Display device is transmitted by means of a stamping process in step F).
  • a second transfer carrier 32 is placed on the top surface 100a of the
  • the second transfer carrier 32 may have a raised structure 321, which is adapted to a direct
  • the raised structure 321 is pressed on the top surface 100a of the light-emitting device 10, whereby the light-emitting device 10 and the second transfer carrier 32 are bonded together by an adhesive force.
  • Anchor structure 115 the projections 111.
  • the raised structure 321 is formed at least partially with an elastically deformable material which conforms to the surface structure of the material
  • the second transfer carrier 32 is in direct mechanical contact, for example, with different surfaces of the light-emitting component 10, wherein the different surfaces are not necessarily in a same plane.
  • the second transfer carrier 32 a the second transfer carrier 32 a
  • the second Transfer carrier 32 has recesses, for example in the area of the LED chips, so that second transfer carrier 32 is in direct mechanical contact both with the LED chip and with the IC chip.
  • FIG. 14 shows an embodiment of a
  • Display device 1 is applied in a step E) on a support 20.
  • the light-emitting component 10 is arranged by means of the second transfer carrier 32 on strip conductors 21 which are arranged on the side of the carrier 20 facing the light-emitting component 10.
  • Transfer components 10 on the carrier 20 For example, the light-emitting components 10 in a
  • FIG. 15 shows an embodiment of a part of a display device 1 in a sectional view.
  • the display device 1 comprises a plurality
  • FIG. 16 shows an exemplary embodiment of a display device 1 in a schematic perspective view.
  • the plurality of light-emitting components 10 is arranged on a common carrier 20 and over
  • the LED chips 200 of the light emitting devices 10 are each operable separately from each other.
  • the LED chips 200 which are arranged together on an IC chip 100, can form a pixel of a display device 1.
  • the display device 1 per pixel comprises three LED chips 200, by means of which mixed-color light can be emitted, which has a predefinable color location.
  • the light emitting devices 10 are at the nodes of a regular rectangular grid on the
  • Main extension plane of the display device 1 along lines and columns. For example
  • LED chips 200 disposed on a common IC chip 100 may include a plurality of pixels
  • Form display device 1 In particular, three LED chips 200 each constitute one pixel of a display device 1, so that the number of LED chips 200 disposed on a common IC chip 10 is a multiple of three.
  • each light-emitting component can have a
  • pixels include.
  • mutually adjacent pixels that are on a common
  • light-emitting component 10 are formed along the main extension plane of the display device 1 at an equal distance from each other as to each other
  • Main extension plane of the display device 1 arranged side by side, wherein between two mutually adjacent
  • Display device 1 no further pixels are arranged.

Abstract

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

Description

Beschreibung
LICHTEMITTIERENDES BAUTEIL, ANZEIGEVORRICHTUNG UND VERFAHREN
ZUR HERSTELLUNG EINER ANZEIGEVORRICHTUNG
Es wird ein lichtemittierendes Bauteil und eine
Anzeigevorrichtung angegeben. Darüber hinaus wird ein
Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein lichtemittierendes Bauteil insbesondere zur Verwendung in einer Anzeigevorrichtung bzw. einem Display anzugeben, welches besonders kompakt ist und welches besonders
kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere zu lösende
Aufgabe besteht darin, eine Anzeigevorrichtung anzugeben, welche besonders kostengünstig und zeitsparend herstellbar ist. Weiter besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein
Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigevorrichtung anzugeben .
Bei dem lichtemittierenden Bauteil handelt es sich
beispielsweise um ein optoelektronisches Bauteil, welches dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht, insbesondere für den Menschen sichtbares Licht, zu
emittieren. Für den Menschen sichtbares Licht ist
elektromagnetische Strahlung aus dem Wellenlängenbereich zwischen den Wellenlängen von Infrarotstrahlung und den
Wellenlängen von UV-Strahlung. Das lichtemittierende Bauteil umfasst mindestens einen, insbesondere einen einzigen IC-Chip und mindestens einen LED- Chip, insbesondere eine Mehrzahl von LED-Chips, insbesondere eine Mehrzahl von unterschiedlichen LED-Chips. Bei dem IC-Chip handelt es sich insbesondere um einen
integrierten Schaltkreis, auch integrierte Schaltung genannt, welche (r) mit einem Halbleitermaterial gebildet ist. Der IC- Chip kann mit einkristallinem Halbleitermaterial,
insbesondere einkristallinem Silizium gebildet sein.
Insbesondere umfasst der IC-Chip mehrere miteinander
elektrisch verbundene elektronische Elemente, wie
beispielsweise Transistoren, Dioden und/oder weitere aktive oder passive Elemente. Bevorzugt umfasst ein solcher IC-Chip einen Schaltkreis mit einer Mehrzahl von aktiven und/oder passiven Elementen. Beispielsweise umfasst der IC-Chip zumindest zwei Transistoren und einen Kondensator.
Bei dem mindestens einen LED-Chip handelt es sich
insbesondere um einen lichtemittierenden Halbleiterchip, welcher zumindest einen aktiven Bereich aufweist, in dem im bestimmungsgemäßen Betrieb des LED-Chips elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Beispielsweise ist der LED-Chip mit einem anorganischen
Halbleitermaterial, insbesondere mit III-V- Verbindungshalbleitermaterial und/oder mit II-VI- Verbindungshalbleitermaterial gebildet . Alternativ kann der LED-Chip mit organischem Material
gebildet sein.
Bei einem lichtemittierenden Bauteil mit einer Mehrzahl von LED-Chips können auf dem IC-Chip mindestens ein mit einem anorganischen Material gebildeter LED-Chip und mindestens ein mit einem organischen Material gebildeter LED-Chip vorgesehen sein . Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das
lichtemittierende Bauteil alternativ oder zusätzlich zum LED- Chip zumindest einen Laserchip. Gemäß einer Ausführungsform sind der IC-Chip und der LED-Chip nicht jeweils separat mit einem beispielsweise
Kunststoffmaterial aufweisenden Gehäusematerial verkapselt. Insbesondere weisen der LED-Chip und der IC-Chip keine separaten Gehäuse auf. Der LED-Chip und der IC-Chip können jeweils eine Passivierung aufweisen, bei der es sich
vorzugsweise nicht um eine selbsttragende Struktur handelt. Der LED-Chip und der IC-Chip können mit einer gemeinsamen Verkapselung versehen und dadurch insbesondere vor
Umwelteinflüssen geschützt sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist der LED-Chip auf einer
Deckfläche des IC-Chips angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt. Beispielsweise handelt es sich bei der Deckfläche des IC-Chips um eine Hauptfläche des IC-Chips. Beispielsweise ist der LED-Chip mit einer Kontaktfläche auf einen
Montagebereich an der Deckfläche des IC-Chips montiert.
Insbesondere ist der LED-Chip stoffschlüssig mit dem IC-Chip verbunden. Unter den Begriff „stoffschlüssig" fällt nicht nur unmittelbarer physikalischer Kontakt sondern auch, wenn sich zwischen den Kontaktflächen metallisches Lotmaterial,
elektrisch leitender Klebstoff und/oder ein anderes
elektrisch leitendes Material befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der LED-Chip mittels des IC- Chips ansteuerbar. Beispielsweise ist mittels des IC-Chips ein an den LED-Chip angelegtes elektrisches Signal vorgebbar, sodass der LED-Chip in vorgegebener Weise Licht emittiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem elektrischen Signal um ein pulsweitenmoduliertes Signal oder an analoges Strom- oder Spannungssignal. Beispielsweise ist der LED-Chip elektrisch mit Anschlussbereichen des IC-Chips verbunden. Die
Anschlussbereiche können beispielsweise an der Deckfläche des IC-Chips angeordnet sein. Insbesondere kann der LED-Chip oberflächenmontierbar sein, sodass der LED-Chip an einer dem IC-Chip zugewandten Seite elektrisch kontaktierbar und mit den Anschlussbereichen des IC-Chips verbindbar ist. Ferner kann das lichtemittierende Bauteil eine Mehrzahl von LED-Chips umfassen, die auf der Deckfläche des IC-Chips angeordnet sind. Die LED-Chips sind beispielsweise mittels des IC-Chips separat voneinander betreibbar. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip an einer von dem LED-Chip abgewandten Bodenfläche zumindest zwei elektrische Anschlussflächen auf. Über die Anschlussflächen sind beispielsweise in den IC-Chip eingebettete aktive und/oder passive Halbleiterbauelemente betreibbar. Über die Anschlussflächen, welche an der Bodenfläche angeordnet sind, kann der IC-Chip betreibbar sein, sodass dieser
oberflächenmontierbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das
lichtemittierende Bauteil über die Anschlussflächen des IC- Chips elektrisch kontaktierbar und betreibbar. Beispielsweise ist der IC-Chip dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb über die Anschlussflächen elektrisch betrieben zu werden, wobei der IC-Chip den LED-Chip in vorgegebener Weise betreibt.
Zusammengefasst umfasst eine Ausführungsform des
lichtemittierenden Bauteils einen IC-Chip und einen LED-Chip. Der LED-Chip ist auf einer Deckfläche des IC-Chips angeordnet und mit diesem elektrisch gekoppelt, wobei der LED-Chip mittels des IC-Chips elektrisch ansteuerbar ist. Der IC-Chip weist an einer von dem LED-Chip abgewandten Bodenfläche zumindest zwei elektrische Anschlussflächen aufweist, und das lichtemittierende Bauteil ist über die Anschlussflächen elektrisch kontaktierbar und betreibbar.
Einem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteil liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde:
Bei herkömmlichen LED-Anzeigevorrichtungen mit einer Passiv- Matrix-Schaltung werden die einzelnen LED-Chips nur während kurzer Zeitintervalle betrieben. Deshalb werden LED-Chips mit großen Chipflächen benötigt, um eine ausreichende
Leuchtdichte zu erreichen. Mit steigender Größe und Auflösung einer LED-Anzeigevorrichtung ist die Verwendung einer Aktiv- Matrix-Schaltung erforderlich, da mittels der Aktiv-Matrix- Schaltung die LED-Chips durchgehend betreibbar sind. In einer Aktiv-Matrix-Schaltung sind alle LED-Chips auf einer
gemeinsamen Schaltungsstruktur angeordnet, wobei die
Ansteuerelektronik des Anzeigesystems in einem gemeinsamen Verbund angeordnet ist. Somit kann eine solche
Anzeigevorrichtung nur als Ganzes betrieben und getestet werden. Ein Testen und Selektieren einzelner Teile der
Anzeigevorrichtung ist dabei nicht möglich.
Bei dem vorliegend beschriebenen lichtemittierenden Bauteil umfasst der IC-Chip die Ansteuerelektronik, mittels der der LED-Chip ansteuerbar ist. Die lichtemittierenden Bauteile können jeweils unabhängig voneinander getestet und selektiert werden, bevor diese einer Anzeigevorrichtung zugeordnet werden . Vorteilhafterweise ermöglicht die Selektion
lichtemittierender Bauteile eine Herstellung besonders zuverlässiger Anzeigevorrichtungen. Insbesondere ermöglicht die Selektierbarkeit der lichtemittierenden Bauteile eine besonders hohe Ausbeute von bestimmungsgemäß funktionierenden Anzeigevorrichtungen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mehrere LED-Chips auf der Deckfläche angeordnet, derart, dass das
lichtemittierende Bauteil in der Lage ist, mischfarbiges
Licht zu emittieren. Dabei sind mittels des IC-Chips die LED- Chips derart betreibbar, dass ein Farbort eines vom
lichtemittierenden Bauteil emittierten Lichts einstellbar ist. Beispielsweise sind zumindest drei LED-Chips auf der Deckfläche des lichtemittierenden Bauteils angeordnet.
Insbesondere sind die LED-Chips, welche auf der Deckfläche eines IC-Chips angeordnet sind, dazu eingerichtet, Licht welches einen unterschiedlichen Farbort aufweist zu
emittieren. Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil einen LED-Chip, welcher dazu eingerichtet ist, rotes Licht zu emittieren, einen LED-Chip, welcher dazu
eingerichtet ist grünes Licht zu emittieren, und einen LED- Chip, welcher dazu eingerichtet ist, blaues Licht zu
emittieren .
Insbesondere können die LED-Chips, die gemeinsam auf dem IC- Chip angeordnet sind, einen Pixel einer Anzeigevorrichtung bilden. Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil pro Pixel drei LED-Chips, mittels denen mischfarbiges Licht emittierbar ist. Der Farbort des mischfarbigen Lichtes ist mit dem IC-Chip vorgebbar. Ferner können die LED-Chips, die auf einem gemeinsamen IC-Chip angeordnet sind, mehrere Pixel einer Anzeigevorrichtung bilden. Insbesondere bilden immer drei LED-Chips einen Pixel einer Anzeigevorrichtung, sodass die Anzahl der LED-Chips, die auf einem gemeinsamen IC-Chip angeordnet sind, ein Vielfaches von drei ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der LED-Chip entlang der Deckfläche eine maximale Kantenlänge von 40 ym auf. Insbesondere kann der LED-Chip eine maximale Kantenlänge von 20 ym aufweisen. Beispielsweise kann der LED-Chip entlang der Deckfläche eine polygonale, insbesondere eine
rechteckige, Kontur mit der maximalen Kantenlänge aufweisen. Alternativ kann der LED-Chip entlang der der Deckfläche eine runde Kontur aufweisen, wobei in diesem Fall als Kantenlänge eine maximale laterale Abmessung, beispielsweise ein
Durchmesser des LED-Chips anzusehen ist, welche maximal 40 ym, bevorzugt maximal 20 ym, beträgt. Vorteilhafterweise weisen die LED-Chips eine besonders geringe Kantenlänge auf, was in einer besonders geringen Chipfläche resultiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene eine maximale
Dicke von 50 ym auf. Insbesondere weist der IC-Chip senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene eine maximale Dicke von 20 ym auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der IC-Chip an seinen Seitenflächen zumindest zwei Vorsprünge auf, die sich entlang der Haupterstreckungsebene erstrecken. Die Vorsprünge können mit dem Material des IC-Chips gebildet sein.
Insbesondere können die Vorsprünge mit mehreren Schichten gebildet sein, die entlang der Haupterstreckungsebene des IC- Chips verlaufen. Beispielsweise weist der IC-Chip in der Draufsicht eine rechteckige Kontur auf, wobei zumindest an zwei einander gegenüberliegenden Kanten der rechteckigen Kontur die Vorsprünge ausgebildet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind auf den
Vorsprüngen elektrische Strukturen zum Test des
lichtemittierenden Bauteils vorgesehen. Beispielsweise ist auf der Deckfläche im Bereich der Vorsprünge jeweils eine elektrisch leitende Struktur angeordnet, über die das
lichtemittierende Bauteil elektrisch kontaktierbar und betreibbar ist. Die Seitenflächen des IC-Chips im Bereich der Vorsprünge können stellenweise von der elektrisch leitenden Struktur gebildet sein. Jede elektrisch leitende Struktur auf einem Vorsprung ist beispielsweise mit genau einer der
Anschlussflächen des IC-Chips verbunden. Beispielsweise entspricht die Anzahl der Stege bzw. Vorsprünge eines IC- Chips der Anzahl der Anschlussflächen des IC-Chips.
Insbesondere ist die elektrisch leitende Struktur mit dem LED-Chip und/oder dem IC-Chip elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise sind die elektrisch leitenden Strukturen mit den Anschlussflächen elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt sind der IC-Chip und/oder der LED-Chip über die elektrisch leitende Struktur elektrisch betreibbar.
Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vielzahl der hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauteile.
Bei einer Ausführungsform der Anzeigevorrichtung ist das lichtemittierende Bauteil eine Komponente eines Aktiv-Matrix- Displays. Insbesondere umfasst hierbei jeder einzelne
Bildpunkt des Displays eine Schaltung mit aktiven
elektronischen Elementen, wobei beispielsweise ein Bildpunkt mit einem lichtemittierenden Bauteil gebildet ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer solchen
Anzeigevorrichtung sind die lichtemittierenden Bauteile an den Knotenpunkten eines periodischen Gitters auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Dabei sind die
lichtemittierenden Bauteile über die Anschlussflächen zum elektrischen Betrieb angeschlossen. Beispielsweise sind die lichtemittierenden Bauteile an den Knotenpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters auf dem Träger angeordnet.
Insbesondere umfasst der Träger eine Vielzahl von
Leiterbahnen, mittels denen die lichtemittierenden Bauteile elektrisch angeschlossen sind. Insbesondere können die lichtemittierenden Bauteile untereinander elektrisch mit einander verschaltet sein. Beispielsweise ist der Träger mit einem einkristallinen Material, insbesondere Silizium, gebildet. Auf dem Träger können die Leiterbahnen in einer ersten Ebene und in einer zweiten Ebene übereinander
angeordnet sein, wobei die Leiterbahnen in einander
überlappenden Bereichen beispielsweise mittels eines
Dielektrikums elektrisch voneinander isoliert sind.
Insbesondere kann jedes lichtemittierende Bauteil eine
Vielzahl von Pixeln umfassen. Beispielsweise sind zueinander benachbarte Pixel, die auf einem gemeinsamen
lichtemittierenden Bauteil ausgebildet sind, in lateraler Richtung einem gleichen Abstand zueinander angeordnet wie zueinander benachbarte Pixel, die auf unterschiedlichen lichtemittierenden Bauteilen ausgebildet sind. Zueinander benachbarte Pixel sind dabei entlang der
Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung nebeneinander angeordnet, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten Pixeln entlang der Haupterstreckungsebene der
Anzeigevorrichtung keine weiteren Pixel angeordnet sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die LED-Chips der lichtemittierenden Bauteile der Anzeigevorrichtung unabhängig voneinander betreibbar. Insbesondere können beliebige LED- Chips der Anzeigevorrichtung mittels der IC-Chips zeitgleich betrieben werden. Beispielsweise bilden die
lichtemittierenden Bauteile eine Aktiv-Matrixschaltung, welche modular mit der Vielzahl von IC-Chips gebildet ist.
Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung angegeben. Eine Anzeigevorrichtung ist eine Vorrichtung zur optischen Signalisierung von
veränderlichen Informationen. Beispielsweise sind mittels der Anzeigevorrichtung bewegte Bilder darstellbar. Insbesondere kann es sich bei der Anzeigevorrichtung um einen Bildschirm handeln. Alternativ kann es sich bei der Anzeigevorrichtung um eine Videowall handeln.
Mit einem Verfahren gemäß der Erfindung kann insbesondere eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für die Anzeigevorrichtung offenbarten
Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform wird in einem Schritt A) eine Mehrzahl von LED-Chips in ein und demselben ersten Verfahren gleichzeitig hergestellt. Beispielsweise wird die Mehrzahl von LED-Chips in einem gemeinsamen ersten Verbund
gleichzeitig hergestellt und dabei beispielsweise mittels eines Epitaxieverfahrens auf einem gemeinsamen Substrat gewachsen. Insbesondere handelt es sich dabei um LED-Chips, die alle in einem bestimmten Betriebsmodus nominal Licht eines gleichen Farbortes emittieren. Insbesondere werden die LED-Chips nach deren Herstellung im Verbund, welche
üblicherweise eine Passivierung der Halbleiteroberflächen einschließt, nicht mehr mit einem Gehäusematerial verkapselt. Die LED-Chips weisen keine Verkapselung auf, welche die LED- Chips beispielsweise vor Umwelteinflüssen schützt. An den Außenflächen der LED-Chips kann eine Passivierung angeordnet sein, die beispielsweise mit einem Siliziumoxid (SiOx, vorzugsweise Si02) , einem Siliziumnitrid (SiNx) oder einem Aluminiumoxid (AI2O3) gebildet sein kann. Möglich ist aber auch eine Ausgestaltung mit einer teilweisen Passivierung oder ohne Passivierung, bei der zumindest eine Außenfläche des LED-Chips mit einem epitaktisch gewachsenen Material gebildet ist.
In einem Schritt B) wird eine Mehrzahl von IC-Chips in ein und demselben zweiten Verfahren gleichzeitig hergestellt. Beispielsweise werden die IC-Chips in einem gemeinsamen zweiten Verbund hergestellt. Insbesondere werden die IC-Chips schichtweise gebildet, wobei die Schichten auf einem
gemeinsamen Substrat schichtweise additiv aufgebracht werden. Beispielsweise umfassen die IC-Chips Dünnschicht- Schaltkreise, die mittels additiver Prozesse und
photolithographischer Prozesse hergestellt werden.
Insbesondere werden die IC-Chips nicht als fertige
Bauelemente auf dem Substrat angeordnet, sondern werden auf dem Substrat schrittweise hergestellt. Beispielsweise können die IC-Chips mit mehreren Dünnschichttransistoren gebildet sein. Insbesondere werden die IC-Chips nicht verkapselt, sodass beispielsweise die Seitenflächen zumindest teilweise mit den schichtweise aufgebrachten Materialien gebildet sind. Beispielsweise sind die IC-Chips in dem zweiten Verbund elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Insbesondere werden die IC-Chips nach deren Herstellung im Verbund, welche üblicherweise eine Passivierung der Halbleiteroberflächen einschließt, nicht mehr mit einem Gehäusematerial verkapselt.
In einem Schritt C) wird eine Mehrzahl lichtemittierender Bauteile gebildet, wobei LED-Chips aus dem ersten Verbund auf Deckflächen IC-Chips des zweiten Verbundes aufgebracht werden. Insbesondere werden dabei mehrere LED-Chips
zeitgleich aus dem ersten Verbund übertragen und mechanisch fest mit den IC-Chips verbunden. Beispielsweise werden die LED-Chips mittels eines Klebeverfahrens oder eines
Lötverfahrens mit den IC-Chips verbunden.
In einem Schritt D) werden die lichtemittierenden Bauteile selektiert. Dabei werden beispielsweise lichtemittierende Bauteile anhand eines vorgegebenen Kriteriums ausgewählt.
Beispielsweise werden die lichtemittierenden Bauteile anhand von außen sichtbaren Merkmalen ausgewählt. Dabei können die lichtemittierenden Bauteile beispielsweise anhand einer
Oberflächenbeschaffenheit des IC-Chips oder LED-Chips
ausgewählt werden. Alternativ können bei einem der Schritte A) bis C) unterschiedliche Eigenschaften der IC-Chips
und/oder der LED-Chips ermittelt werden, anhand derer die lichtemittierenden Bauteile im Schritt D) selektiert werden. In einem Schritt E) werden lichtemittierende Bauteile auf einen Träger der Anzeigevorrichtung übertragen.
Beispielsweise wird dabei eine Mehrzahl von
lichtemittierenden Bauteilen zeitgleich übertragen.
Insbesondere werden die lichtemittierenden Bauteile
mechanisch fest mit dem Träger verbunden. Die
lichtemittierenden Bauteile werden beispielsweise mittels eines geeigneten elektrisch leitenden Klebstoffs, mittels eines nicht-leitenden Klebstoffs, mittels eines Lots oder mittels Thermokompression elektrisch und/oder mechanisch mit dem Träger verbunden. Weiter werden dabei die
lichtemittierenden Bauteile zum elektrischen Betrieb an den Träger angeschlossen.
Der Träger ist beispielsweise wie bereits oben beschrieben ausgebildet .
Gemäß einer Ausführungsform werden in einem Schritt Cl), welcher zwischen den Schritten C) und D) durchgeführt wird, die lichtemittierenden Bauteile elektrisch und/oder optisch getestet. Beispielsweise werden in dem Verbund, in welchem die IC-Chips hergestellt sind, mehrere lichtemittierende Bauteile zeitgleich elektrisch leitend kontaktiert und betrieben. Insbesondere werden beim Testen mehrere
lichtemittierende Bauteile zeitgleich kontaktiert und in aufeinanderfolgenden Zeiträumen mittels einer
Kreuzmatrixschaltung nacheinander testweise betrieben.
Vorteilhafterweise sind die lichtemittierenden Bauteile nach dem Testen anhand der Testergebnisse in einem Schritt D) selektierbar, sodass ausschließlich die ein vorgebbares Testkriterium erfüllenden lichtemittierenden Bauteile auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Dies ermöglicht einen besonders hohen Anteil an funktionierenden Bildpunkten in der Anzeigevorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform werden mehrere lichtemittierende Elemente in Schritt C) zeitgleich mittels eines
Stempelverfahrens übertragen. Beispielsweise werden bei dem Stempelverfahren die LED-Chips mittels Adhäsion an einem ersten Transferträger befestigt. Der erste Transferträger kann insbesondere mit einem viskoelastischen
Elastomermaterial gebildet sein, an welchem die LED-Chips während des Transfers aufgrund von van-der-Waals-Kräften haften. Beispielsweise hängt die Verbindungskraft zwischen dem ersten Transferträger und den LED-Chips von der
Geschwindigkeit ab, mit welcher der erste Transferträger, senkrecht zu der Oberfläche, von welcher die LED-Chips entfernt werden oder an welcher die LED-Chips angeordnet werden, abgehoben wird. Alternativ können die LED-Chips bei dem Stempelverfahren mittels Ansaugen an dem ersten
Transferträger gehalten werden. Insbesondere kann der erste Transferträger eine Vielzahl von Kanälen aufweisen, mittels denen die LED-Chips angesaugt werden.
Beispielsweise wird der erste Transferträger an einer von dem Substrat abgewandten Oberfläche der LED-Chips mit den LED- Chips in Kontakt gebracht. Anschließend wird der erste
Transferträger mit einer ersten Geschwindigkeit senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats von diesem entfernt. Zum Platzieren des LED-Chips kann dieser mit einer von dem ersten Transferträger abgewandten Fläche an der Deckfläche eines IC- Chips angeordnet werden. Anschließend wird der erste
Transferträger senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips mit einer zweiten Geschwindigkeit abgehoben. Dabei ist
beispielsweise die zweite Geschwindigkeit geringer als die erste Geschwindigkeit.
Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Transferträger um einen Träger, welcher mit einer Adhäsionsschicht
beschichtet ist, die beispielsweise selektiv aufgebracht oder aktivierbar ist. Damit ist es möglich, dass nur ausgewählte lichtemittierende Bauteile zeitgleich übertragen werden.
Alternativ können LED-Chips selektiv mittels Ansaugens an dem ersten Träger befestigt werden. Gemäß einer Ausführungsform werden mehrere lichtemittierende Bauteile in Schritt F) zeitgleich mittels eines
Stempelverfahrens übertragen. Beispielsweise werden bei dem Stempelverfahren die lichtemittierenden Bauteile analog zu dem Übertragungsverfahren aus Schritt C) übertragen. An
Stelle der LED-Chips in Schritt C) treten bei Schritt F) die IC-Chips .
Beispielsweise wird der zweite Transferträger an einer von der Bodenfläche des IC-Chips abgewandten Oberfläche in
Kontakt gebracht. Anschließend kann der zweite Transferträger mit einer dritten Geschwindigkeit senkrecht zur
Haupterstreckungsebene des IC-Chips entfernt werden. Zum Platzieren des lichtemittierenden Bauteils kann dieses mit einer von dem zweiten Transferträger abgewandten Fläche an einer Hauptfläche des Trägers der Anzeigevorrichtung
angeordnet werden. Anschließend kann der zweite
Transferträger senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips mit einer vierten Geschwindigkeit entfernt werden. Dabei ist beispielsweise die vierte Geschwindigkeit geringer als die dritte Geschwindigkeit.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt E) vor dem
Schritt D) durchgeführt. Beispielsweise werden im Schritt E) die lichtemittierenden Bauteile ohne vorherige Selektion parallel in ein und demselben Schritt auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen. Die lichtemittierenden
Bauteile können beispielsweise in einem Schritt Cl) im
Verbund getestet worden sein. Nachfolgend können die
lichtemittierenden Bauteile im Schritt E) auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Von dem Träger können dann im Schritt D) einzelne lichtemittierende Bauteile von dem Träger entfernt werden. Beispielsweise werden dabei die lichtemittierenden Bauteile in Abhängigkeit der
Testergebnisse des Schritts Cl) selektiert. Insbesondere werden einzelne lichtemittierende Bauteile, die beim Testen eine vorgegebene Eigenschaft nicht aufweisen, selektiv, insbesondere nacheinander, von dem Träger der
Anzeigevorrichtung entfernt werden und durch
lichtemittierende Bauteile ersetzt werden, welche die
vorgegebene Eigenschaft aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform werden die lichtemittierenden Bauteile selektiv auf einen Träger übertragen, sodass die Schritte D) und E) zeitgleich durchgeführt werden.
Beispielsweise wird dazu der zweite Transferträger selektiv mit einem Adhäsionsmaterial beschichtet oder ein auf dem zweiten Transferträger aufgebrachtes Adhäsionsmaterial wird selektiv aktiviert, sodass nur selektierte lichtemittierende Bauteile im Schritt E) auf den Träger der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Alternativ kann der zweite Transferträger dazu eingerichtet sein, die lichtemittierenden Bauteile selektiv anzusaugen, sodass die lichtemittierende Bauteile mittels des zweiten Transferträgers separat voneinander auswählbar und übertragbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform werden in Schritt B) die IC-Chips auf einer Opferschicht hergestellt, welche vor dem Schritt E) entfernt wird. Beispielsweise sind die IC-Chips im Verbund auf einer gemeinsamen Opferschicht hergestellt. Insbesondere sind die IC-Chips in diesem Verbund mittels der Opferschicht auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet. Ferner ist die Opferschicht beispielsweise an einer Bodenfläche der IC-Chips angeordnet . Die Opferschicht kann mittels eines Ätzverfahrens entfernt werden, sodass die IC-Chips ausschließlich über Stege
mechanisch fest mit der Ankerstruktur verbunden sind. Weiter stehen die IC-Chips nach dem Entfernen der Opferschicht nicht in direktem mechanischem Kontakt mit dem Substrat, auf welchem die IC-Chips hergestellt sind. Durch das Entfernen der Opferschicht wird zwischen den IC-Chips und dem Substrat ein Spalt ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform werden die IC-Chips im Schritt B) im Verbund hergestellt, wobei die IC-Chips mittels der Stege mechanisch fest mit einer gemeinsamen Ankerstruktur verbunden sind, wobei sich die Stege entlang der Haupterstreckungsebene der IC-Chips erstrecken und die Ankerstruktur die IC-Chips in einer lateralen Ebene jeweils vollständig umgibt.
Beispielsweise wird die Ankerstruktur zeitgleich im selben Herstellungsverfahren wie die IC-Chips hergestellt.
Insbesondere ist die Ankerstruktur mit einem gleichen
Material wie die IC-Chips gebildet. Beispielsweise ist die Ankerstruktur mehrschichtig ausgebildet. Insbesondere ist die Ankerstruktur als Gitter ausgestaltet, welches in einer Ebene mit den IC-Chips angeordnet ist.
Beim Übertragen der lichtemittierenden Bauteile mittels des Stempelverfahrens wird die mechanische Verbindung der IC- Chips zu der Ankerstruktur gelöst. Beim Lösen der
lichtemittierenden Bauteile von der Ankerstruktur werden die Stege beispielsweise durch einfaches Brechen zumindest teilweise zerstört, wobei Vorsprünge entstehen. Insbesondere sind die Vorsprünge jeweils zumindest mit einem Teil einer der Stege gebildet. Insbesondere können die
lichtemittierenden Bauteile mittels des zweiten
Transferträgers in Richtung des Substrats gedrückt werden, sodass die Stege zerstört werden und die mechanische
Verbindung zwischen den lichtemittierenden Bauteilen und der Ankerstruktur gelöst wird. Die maximale Höhe der Stege bzw. der Vorsprünge kann geringer als die Dicke des IC-Chips sein. Die Stege weisen senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips eine maximale Höhe von
beispielsweise 3 ym, bevorzugt 1 ym auf. Die Vorsprünge weisen senkrecht zur Deckfläche des IC-Chips eine maximale Höhe von beispielsweise 3 ym, bevorzugt lym auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankerstruktur mit
Kontaktflächen versehen, wobei die Kontaktflächen elektrisch leitend jeweils mit mehreren LED-Chips, die auf
unterschiedlichen IC-Chips angeordnet sind, verbunden sind. Weiter werden in Schritt Cl) die lichtemittierenden Bauteile über die Kontaktflächen elektrisch betrieben. Beispielsweise sind die Kontaktflächen in einem Randbereich der
Ankerstruktur angeordnet und von außen frei zugänglich.
Insbesondere werden im Schritt Cl) mehrere lichtemittierende Bauteile zeitgleich elektrisch betrieben. Beispielsweise sind die Kontaktflächen elektrisch leitend mit elektrisch
leitenden Strukturen verbunden, die auf der Deckfläche der IC-Chips angeordnet sind. Beim Übertragen der
lichtemittierenden Bauteile auf den Träger der
Anzeigevorrichtung werden die elektrisch leitenden
Strukturen, mittels denen die lichtemittierenden Bauteile elektrisch leitend mit den Kontaktflächen verbunden sind, zumindest teilweise zerstört. Vorteilhafterweise ermöglichen die Kontaktflächen auf der Ankerstruktur ein Testen der IC- Chips und/oder der LED-Chips, bevor diese auf dem Träger der Anzeigevorrichtung montiert werden. Somit können
ausschließlich voll funktionsfähige lichtemittierende Bauteile selektiert werden, sodass die Ausbeute an voll funktionsfähigen Anzeigevorrichtungen erhöht wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des lichtemittierenden Bauteils, der
Anzeigevorrichtung und des Verfahrens zum Herstellen einer Anzeigevorrichtung ergeben sich aus den folgenden, in
Zusammenhang mit den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung: die Figuren 1, 2, 3, 4 und 5 unterschiedliche Ansichten eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauteils,
Figur 6 einen Schaltplan eines hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauteils, die Figuren 7 bis 15 ein Verfahren zur Herstellung einer hier beschriebenen Anzeigevorrichtung,
Figur 16 eine perspektivische Draufsicht auf eine hier
beschriebene Anzeigevorrichtung. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
lichtemittierenden Bauteils 10 in einer perspektivischen schematischen Darstellung. Das lichtemittierende Bauteil 10 umfasst einen IC-Chip 100 und drei LED-Chips 200, die auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 angeordnet sind. Die LED- Chips 200 sind mittels des IC-Chips 100 ansteuerbar. Das lichtemittierende Bauteil ist mittels der LED-Chips in der Lage, mischfarbiges Licht zu emittieren und mittels des IC- Chips die LED-Chips 200 derart zu betreiben, dass ein Farbort eines vom lichtemittierenden Bauteil emittierten Lichts einstellbar ist.
Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 ist eine
Antireflexionsschicht 117 angeordnet. Insbesondere kann die Antireflexionsschicht mit einem schwarzen Material gebildet sein und nach außen eine aufgeraute Oberfläche aufweisen. Die Antireflexionsschicht 117 ist dazu eingerichtet, auf die Deckfläche 100a auftreffende elektromagnetische Strahlung zu absorbieren oder zu streuen. Vorteilhafterweise ist mittels der Antireflexionsschicht 117 ein besonders hoher Kontrast des lichtemittierenden Bauteils erzielbar.
Entlang seiner Haupterstreckungsebene E weist der IC-Chip 100 im Wesentlichen eine rechteckige Kontur auf. An den
Stirnflächen 100c des IC-Chips 100 sind entlang der
Haupterstreckungsebene E Vorsprünge 111 ausgebildet.
Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen
perspektivischen Darstellung. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Deckfläche 100a keine Antireflexionsschicht 117 angeordnet. Die LED- Chips 200 sind auf einem gemeinsamen Anschlussbereich 110 angeordnet und mit diesem elektrisch leitend verbunden.
Weiter sind die LED-Chips jeweils separat voneinander mit einem weiteren Anschlussbereich 110 elektrisch leitend verbunden, über den die LED-Chips separat voneinander
elektrisch leitend kontaktiert sind und separat ansteuerbar sind. Weiter ist auf der Deckfläche 100a im Bereich der
Vorsprünge 111 eine elektrisch leitende Struktur 120
angeordnet. Über die elektrisch leitende Struktur 120 sind der IC-Chip 100 und/oder die LED-Chips 200 elektrisch leitend kontaktierbar und ansteuerbar.
Mittels einer Verbindungsschicht 116 sind die LED-Chips elektrisch leitend jeweils mit den weiteren
Anschlussbereichen 110 verbunden. Die Verbindungsschicht 116 ist beispielsweise mit einem transparenten elektrisch
leitenden Material gebildet.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen
perspektivischen Darstellung. An einer Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 sind eine erste 101, eine zweite 102, eine dritte 103, eine vierte 104, eine fünfte 105 und eine sechste 106 elektrische Anschlussfläche angeordnet. Die auf der
Deckfläche 100a angeordneten LED-Chips 200 sind über die Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 an der
Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 elektrisch leitend
kontaktierbar und betreibbar. Insbesondere ist über die
Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 der IC-Chip 100 elektrisch leitend kontaktierbar und betreibbar. Die
Anschlussflächen 101, 102, 103, 103, 104, 105, 106 sind elektrisch leitend mit einer eine Logik umfassende Schaltung des IC-Chips 100 verbunden. Dazu sind beispielsweise
Durchkontaktierungen durch eine Siliziumschicht des IC-Chips 100 in dem IC-Chip 100 vorgesehen, wobei die
Durchkontaktierungen den IC-Chip 100 quer zu seiner
Haupterstreckungsebene durchdringen . Die Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die
Bodenfläche 100b eines Ausführungsbeispiels eines
lichtemittierenden Bauteils 10. An der Bodenfläche 100b ist die erste 101, die zweite 102, die dritte 103, die vierte
104, die fünfte 105 und die sechste 106 elektrische
Anschlussfläche angeordnet. Beispielsweise sind die
elektrischen Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 auf der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 elektrisch leitend jeweils mit elektrisch leitenden Strukturen 120, die an der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 angeordnet sind, verbunden. Somit ist jede elektrische Anschlussfläche 101, 102, 103,104,
105, 106 auch über eine elektrisch leitende Struktur 120 auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitend kontaktierbar . Beispielsweise umfasst das lichtemittierende Bauteil 10 auf der Deckfläche 100a genauso viele elektrisch leitende Strukturen 120 wie Anschlussflächen an der
Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 angeordnet sind.
Insbesondere kann jede elektrisch leitende Struktur an der Deckfläche 100a im Bereich eines Vorsprungs 111 des IC-Chips 100 angeordnet sein. Unterschiedliche elektrisch leitende Strukturen 120 sind beispielsweise elektrisch voneinander isoliert. Weiter können auch unterschiedliche
Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 voneinander elektrisch isoliert sein. Insbesondere umfasst der IC-Chip 100 genauso viele Vorsprünge 111 wie elektrische
Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 an seiner
Bodenfläche 100b angeordnet sind. Beispielsweise weisen die elektrischen Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 jeweils entlang der Haupterstreckungsebene E des lichtemittierenden Bauteils 10 eine Größe von maximal 10 x 10 ym auf. Der Abstand zwischen zwei zueinander benachbarten Anschlussflächen beträgt beispielsweise zumindest 10 ym. Die Figur 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die
Deckfläche 100a eines Ausführungsbeispiels eines
lichtemittierenden Bauteils 10. Das lichtemittierende Bauteil 10 weist beispielsweise im Wesentlichen eine rechteckige Kontur mit einer Kantenlänge von 54 ym auf 34 ym auf. Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 sind Anschlussbereiche 110 angeordnet, über welche die LED-Chips 200 kontaktiert und betrieben werden. Jedem LED-Chip 200 ist eineindeutig ein Anschlussbereich 110 zugeordnet, welcher über eine
Verbindungsschicht 116 elektrisch leitend mit einer von dem IC-Chip abgewandten Seite des LED-Chips 200 verbunden ist. Insbesondere ist die Verbindungsschicht 116 mit einem
transparenten elektrisch leitenden Material gebildet. Weiter sind auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, die elektrisch leitend mit den auf der Bodenfläche 100b angeordneten
Anschlussflächen verbunden sind. Die Dicke des IC-Chips 100 senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene, von der
Bodenfläche 100b zur Deckfläche 100a, beträgt beispielsweise maximal 50 ym, insbesondere maximal 20 ym.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer
elektrischen Schaltung eines Ausführungsbeispiels eines lichtemittierenden Bauteils 10. Die LED-Chips 200 sind beispielsweise jeweils an ihrer Kathode elektrisch leitend mit dem IC-Chip 100 verbunden. Die Anoden der LED-Chips 200 sind elektrisch leitend mit der ersten elektrischen
Anschlussfläche 101 oder der zweiten elektrischen
Anschlussfläche 102 verbunden. Beispielsweise ist der LED- Chip 200, welcher dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in einem roten Wellenlängenbereich zu emittieren, elektrisch leitend mit der ersten elektrischen
Anschlussfläche 101 verbunden und die LED-Chips 200, welche dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung in einem blauen Wellenlängenbereiche und in einem grünen
Wellenlängenbereich zu emittieren, sind gemeinsam mit der elektrischen Anschlussfläche 102 elektrisch leitend
verbunden .
Beispielsweise ist die fünfte elektrische Anschlussfläche 105 an eine Erdungselektrode angeschlossen. Die erste
Anschlussfläche 101 kann beispielsweise gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 ein Potential von 2,5 V aufweisen. Die zweite Anschlussfläche 102 kann beispielsweise gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 ein Potential von 3,5 V
aufweisen. Beispielsweise kann an der dritten Anschlussfläche 103 ein Datensignal angelegt werden, mittels dem der IC-Chip 100 angesteuert wird. Weiter kann die vierte elektrische Anschlussfläche 104 gegenüber der fünften Anschlussfläche 105 beispielsweise ein Potential von 1,8 V aufweisen.
Insbesondere kann an der vierten Anschlussfläche 104 eine Versorgungsspannung für den IC-Chip 100 anliegen. An der sechsten elektrischen Anschlussfläche 106 kann beispielsweise ein weiteres Datensignal anliegen, mittels dem der IC-Chip 100 angesteuert wird.
Die Figur 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines LED- Chips 200 eines Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements 10. Der LED-Chip 200 ist auf dem Substrat 300 angeordnet. Beispielsweise ist der LED-Chip 200 auf dem Substrat 300 in einem Schritt A) hergestellt. Insbesondere ist auf dem Substrat 300 eine Vielzahl von LED- Chips 200 hergestellt. Insbesondere ist die Vielzahl von LED- Chips 200 in einem selben Verfahren gleichzeitig hergestellt.
Weiter ist in Figur 7 ein Teil eines ersten Transferträgers 31 schematisch dargestellt. Bei dem ersten Transferträger 31 handelt es sich beispielsweise um einen Stempel, welcher mit einem Elastomermaterial gebildet ist. Mittels des ersten Transferträgers 31 wird der LED-Chip 200 von dem Substrat 300 entfernt, sodass der LED-Chip 200 an einer dem Substrat 300 abgewandten Fläche mit dem Transferträger 31 mechanisch verbunden ist. Dazu wird der erste Transferträger 31 in direkten Kontakt mit dem LED-Chip 200 gebracht und
anschließend mit einer ersten Geschwindigkeit VI senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats 300 von dem Substrat 300 entfernt. Insbesondere wird der LED-Chip 200 durch
Adhäsion mit dem ersten Transferträger 31 verbunden.
Die Figur 8 zeigt einen dem in Figur 7 nachfolgenden Schritt zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung 1. Die Figur 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines IC-Chips 100, welcher in einem Verbund in einem Schritt B) hergestellt ist. Insbesondere ist eine Mehrzahl von IC-Chips 100 in einem selben Verfahren gleichzeitig hergestellt. Der IC-Chip 100 ist beispielsweise auf einer Opferschicht 112 hergestellt, welcher wiederum auf einem Substrat 300 angeordnet ist.
Mittels Stegen 1110 ist der IC-Chip 100 mechanisch fest mit einer Ankerstruktur 115 verbunden. Die Ankerstruktur 115 ist beispielsweise mit einem gleichen Material wie der IC-Chip 100 gebildet. Weiter ist die Ankerstruktur 115 mechanisch fest mit dem Substrat 300 verbunden.
Auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 wurde bereits ein LED-Chip 200 in einem Schritt C) angeordnet, welcher dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht in einem grünen Wellenlängenbereich zu emittieren. Weiter sind auf der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, die sich über die Stege 1110 auf die Ankerstruktur 115 erstrecken. Die leitenden Strukturen 120 sind elektrisch leitend mit den Anschlussflächen 101, 106, die an der Bodenfläche 100b des IC-Chips 100 angeordnet sind, verbunden. Mittels des ersten Transferträgers 31 wird der in Figur 7 beschriebene LED-Chip 200 in Schritt C) auf der Deckfläche 100a des IC-Chips angeordnet. Dazu wird der LED-Chip 200 mit einer von dem ersten Transferträger 200 abgewandten Fläche in direkten Kontakt mit der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 gebracht. Insbesondere wird der LED-Chip 200 mit der von dem ersten Transferträger abgewandten Fläche auf einem
Anschlussbereich 110 angeordnet. Anschließend wird der erste Transferträger mit einer zweiten Geschwindigkeit V2 senkrecht zu der Deckfläche 100a des IC-Chips 100 von dem IC-Chip 100 entfernt. Dabei ist die zweite Geschwindigkeit V2 geringer als die erste Geschwindigkeit VI.
Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen
Schnittdarstellung. Beispielsweise zeigt die Figur 9 ein lichtemittierendes Bauteil 10, nachdem die in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Schritte durchgeführt sind. In weiteren Schritten werden die LED-Chips 200 jeweils mittels einer Verbindungsstruktur 116 elektrisch leitend angeschlossen, sodass die LED-Chips mittels des IC-Chips 100 betreibbar sind . Die Figur 10 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Mehrzahl von IC-Chips 100 gemäß eines Ausführungsbeispiels, die bei der Herstellung einer Anzeigevorrichtung 1 im Verbund angeordnet sind. Die IC-Chips 100 sind mittels Stegen 1110 mechanisch fest mit der gemeinsamen Ankerstruktur 115
verbunden, wobei sich die Stege 1110 entlang der
Haupterstreckungsebene E der IC-Chips 100 erstrecken und die Ankerstruktur 115 die IC-Chips 100 in ihrer
Haupterstreckungsebene E jeweils vollständig umgibt. Mittels eines Ätzverfahrens wird die Opferschicht 112, welche
zwischen den IC-Chips 100 und dem Substrat 300 angeordnet ist, entfernt. Insbesondere sind die IC-Chips 100 nach dem Entfernen der Opferschicht 112 ausschließlich über die Stege 1110 mechanisch mit der Ankerstruktur 115 verbunden.
Auf der Ankerstruktur 115 sind elektrisch leitende Strukturen 120 angeordnet, mittels denen die IC-Chips 100 elektrisch leitend mit Kontaktflächen 115a verbunden sind. Die
Kontaktflächen 115a sind im Randbereich der Ankerstruktur 115 angeordnet und ermöglichen ein Testen der IC-Chips 100 und/oder der LED-Chips 200, bevor die IC-Chips 100 aus dem Verbund, in dem die IC-Chips 100 hergestellt sind, gelöst werden. Beispielsweise sind über eine Kontaktfläche 115a mehrere LED-Chips 200, die auf unterschiedlichen IC-Chips 100 angeordnet sind, elektrisch leitend kontaktierbar und
betreibbar. Zum Testen der lichtemittierenden Bauteile 10 werden mehrere lichtemittierende Bauteile 10 zeitgleich über die Kontaktflächen 115a elektrisch kontaktiert und
nacheinander per Kreuzmatrix durch Schaltung betrieben. Dabei können beispielsweise elektrische und/oder optische
Eigenschaften der lichtemittierenden Bauteile erfasst werden, anhand denen die lichtemittierenden Bauteile in einem
nachfolgenden Schritt selektiert werden. Die elektrisch leitenden Strukturen 120 sind auf der
Ankerstruktur 115 beispielsweise zumindest teilweise in zwei übereinanderliegenden Ebenen angeordnet, sodass die
elektrisch leitenden Strukturen 120 in einer einander
überkreuzenden Weise anordenbar sind, ohne elektrisch
miteinander verbunden zu sein. Insbesondere sind die
elektrisch leitenden Strukturen im selben
Herstellungsverfahren wie die IC-Chips 100 hergestellt.
Beispielsweise sind die elektrisch leitenden Strukturen 120 zeitgleich mit den Anschlussbereichen 110 der IC-Chips 100 hergestellt. Insbesondere können auf einem gemeinsamen
Substrat 300 mehrere Testblöcke 40 angeordnet sein, die in einem gemeinsamen Schritt Cl) zeitgleich getestet werden. Ein Testblock 40 beschreibt dabei eine Mehrzahl von
lichtemittierenden Bauteilen 10, die über gemeinsame
Kontaktflächen 115c elektrisch leitend kontaktierbar sind und die in einem gemeinsamen Verbund hergestellt sind. Insbesondere wird im Schritt Cl) beim Testen der
lichtemittierenden Bauteile 10 eine Messung elektrischer und/oder optischer Eigenschaften der lichtemittierenden
Bauteile 10 durchgeführt. Dabei wird beispielsweise zumindest eine der ermittelten Eigenschaften mit einer vorgegebenen Spezifikation verglichen. Davon abhängig, ob ein
lichtemittierendes Bauteil 10 diese vorgegebene Spezifikation erfüllt, kann beispielsweise in einem Schritt D) eine
Selektion der lichtemittierenden Bauteile 10 durchgeführt werden .
Die Figuren 11 bis 13 zeigen eine schematische Schnittansicht eines lichtemittierenden Bauteils 10 gemäß eines
Ausführungsbeispiels, welches bei der Herstellung einer Anzeigevorrichtung mittels eines Stempelverfahrens in Schritt F) übertragen wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein zweiter Transferträger 32 auf die Deckfläche 100a des
lichtemittierenden Bauteils 10 gedrückt. Insbesondere kann der zweite Transferträger 32 eine erhabene Struktur 321 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, eine direkte
Verbindung mit dem lichtemittierenden Bauteil 10 einzugehen. Die erhabene Struktur 321 wird auf die Deckfläche 100a des lichtemittierenden Bauteils 10 aufgedrückt, wodurch das lichtemittierende Bauteil 10 und der zweite Transferträger 32 mittels einer Adhäsionskraft miteinander verbunden werden.
Wie in Figur 12 dargestellt, wird beim Aufdrücken des zweiten Transferträgers 32 die mechanische Verbindung zwischen dem lichtemittierenden Bauteil 10 und der Ankerstruktur 115 gelöst. Insbesondere werden beim Lösen des lichtemittierenden Bauteils 10 von der Ankerstruktur 115 die Stege 1110
zumindest teilweise zerstört. Insbesondere entstehen beim Lösen des lichtemittierenden Bauteils 10 von der
Ankerstruktur 115 die Vorsprünge 111.
Wie in Figur 13 dargestellt, ist die erhabene Struktur 321 zumindest teilweise mit einem elastisch verformbaren Material gebildet, welches sich der Oberflächenstruktur des
lichtemittierenden Bauteils 10 anpasst. Somit steht der zweite Transferträger 32 beispielsweise mit unterschiedlichen Flächen des lichtemittierenden Bauteils 10 in direktem mechanischem Kontakt, wobei die unterschiedlichen Flächen nicht zwangsläufig in einer gleichen Ebene liegen.
Insbesondere kann der zweite Transferträger 32 eine
strukturierte Oberfläche aufweisen, welche ein Negativ-Profil der dem zweiten Transferträger 32 zugewandten Fläche des lichtemittierenden Bauteils 10 bildet. Der zweite Transferträger 32 weist beispielsweise im Bereich der LED- Chips Aussparungen auf, sodass der zweite Transferträger 32 sowohl mit dem LED-Chip als auch mit dem IC-Chip in direktem mechanischem Kontakt steht.
Die Figur 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
lichtemittierenden Bauteils 10 in einer schematischen
Schnittdarstellung, welches bei der Herstellung einer
Anzeigevorrichtung 1 in einem Schritt E) auf einem Träger 20 aufgebracht wird. Das lichtemittierende Bauteil 10 wird mittels des zweiten Transferträgers 32 auf Leiterbahnen 21 angeordnet, die auf der dem lichtemittierenden Bauteil 10 zugewandten Seite des Trägers 20 angeordnet sind.
Insbesondere wird mittels der Leiterbahnen 21 jede
Anschlussfläche 101, 102, 103, 104, 105, 106 des
lichtemittierenden Bauteils 10 unabhängig von den weiteren Anschlussflächen 101, 102, 103, 104, 105, 106 des
lichtemittierenden Bauteils 10 elektrisch leitend
kontaktiert. Insbesondere wird mittels des zweiten
Transferträgers 32 eine Mehrzahl von lichtemittierenden
Bauteilen 10 auf den Träger 20 übertragen. Beispielsweise werden die lichtemittierenden Bauteile 10 in einem
gemeinsamen Schritt selektiv gleichzeitig auf den Träger 20 übertragen. Insbesondere können die lichtemittierenden
Bauteile abhängig von einer in Schritt Cl) ermittelten
Eigenschaft selektiert werden.
Die Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Teils einer Anzeigevorrichtung 1 in einer Schnittansicht. Insbesondere umfasst die Anzeigevorrichtung 1 eine Vielzahl
lichtemittierender Bauteile 10, die auf dem Träger 20
angeordnet sind und über die Leiterbahnen 21 betreibbar sind. Die Figur 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Die Vielzahl von lichtemittierenden Bauteilen 10 ist auf einem gemeinsamen Träger 20 angeordnet und über
Leiterbahnen 21 elektrisch leitend kontaktiert. Insbesondere sind die LED-Chips 200 der lichtemittierenden Bauteile 10 jeweils separat voneinander betreibbar. Beispielsweise können die LED-Chips 200, die gemeinsam auf einem IC-Chip 100 angeordnet sind, einen Pixel einer Anzeigevorrichtung 1 bilden. Beispielsweise umfasst die Anzeigevorrichtung 1 pro Pixel drei LED-Chips 200, mittels denen mischfarbiges Licht emittierbar ist, welches einen vorgebbaren Farbort aufweist.
Beispielsweise sind die lichtemittierenden Bauteile 10 an den Knotenpunkten eines regelmäßigen Rechteckgitters an der
Oberfläche des Trägers 20 angeordnet. Insbesondere sind die lichtemittierenden Bauteile entlang der
Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 entlang von Zeilen und Spalten angeordnet. Beispielsweise sind
lichtemittierende Bauteile, die in einer gemeinsamen Spalte angeordnet sind, zumindest teilweise über eine gemeinsame Leiterbahn 21 elektrisch leitend kontaktiert. Beispielsweise sind jeweils die sechsten Anschlussflächen 106 von
lichtemittierenden Bauteilen 10, die in einer gemeinsamen Spalte angeordnet sind, mittels einer gleichen Leiterbahn miteinander verbunden. Weiter können dritte Anschlussflächen 103 von lichtemittierenden Bauteilen 10, die in einer
gemeinsamen Zeile angeordnet sind, elektrisch leitend mit einer Leiterbahn 21 verbunden sein. Insbesondere können über die Leiterbahn 21 zeilenweise und spaltenweise Signale an die lichtemittierenden Bauteile 10 übertragen werden. Alternativ können LED-Chips 200, die auf einem gemeinsamen IC-Chip 100 angeordnet sind, mehrere Pixel einer
Anzeigevorrichtung 1 bilden. Insbesondere bilden immer drei LED-Chips 200 einen Pixel einer Anzeigevorrichtung 1, sodass die Anzahl der LED-Chips 200, die auf einem gemeinsamen IC- Chip 10 angeordnet sind, ein Vielfaches von drei ist.
Insbesondere kann jedes lichtemittierende Bauteil eine
Vielzahl von Pixeln umfassen. Insbesondere sind zueinander benachbarte Pixel, die auf einem gemeinsamen
lichtemittierenden Bauteil 10 ausgebildet sind, entlang der Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet wie zueinander
benachbarte Pixel, die auf unterschiedlichen
lichtemittierenden Bauteilen 10 ausgebildet sind. Zueinander benachbarte Pixel sind dabei entlang der
Haupterstreckungsebene der Anzeigevorrichtung 1 nebeneinander angeordnet, wobei zwischen zwei zueinander benachbarten
Pixeln entlang der Haupterstreckungsebene der
Anzeigevorrichtung 1 keine weiteren Pixel angeordnet sind.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102017123290.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste
1 Anzeigevorrichtung
10 Lichtemittierendes Bauteil
100 IC-Chip
100a Deckfläche
100b Bodenfläche
100c Seitenfläche
101 erste Anschlussfläche
102 zweite Anschlussfläche
103 dritte Anschlussfläche
104 vierte Anschlussfläche
105 fünfte Anschlussfläche
106 sechste Anschlussfläche
110 Anschlussbereich
111 Vorsprung
1110 Steg
112 Opferschicht
115 Ankerstruktur
115a Kontaktfläche
116 VerbindungsSchicht
117 AntireflexionsSchicht
120 elektrisch leitende Struktur
200 LED-Chip
300 Substrat
31 erster Transferträger
32 zweiter Transferträger
321 erhabene Struktur
40 Testblock
E Haupterstreckungsebene
D Dicke
VI erste Geschwindigkeit
V2 zweite Geschwindigkeit dritte Geschwindigkeit vierte Geschwindigkeit

Claims

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