WO2020165185A1

WO2020165185A1 - Optoelektronisches bauelement, optoelektronische anordnung und verfahren

Info

Publication number: WO2020165185A1
Application number: PCT/EP2020/053498
Authority: WO
Inventors: Erwin Lang; Julia WUENSCHE; Hubert Halbritter; Andreas Rausch; Simon Schwalenberg
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: JP2025090622A; JP7642549B2; JP7864885B2; US20220140210A1; DE112020000762A5; US20250248184A1; KR20210120106A; JP2022520561A; CN113646910A; US12261256B2

Abstract

Die Erfindung betrifft verschiedene Aspekte zu eine optoelektronischen Bauelement oder einer Anordnung mit einem solchen für verschiedene Anwendungen, hier insbesondere im Automotivebereich und für visuelle Anzeigen. Dabei zeichnet sich die Anordnungen durch einfache Herstellung und schnelle Schaltzeiten aus.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT, OPTOELEKTRONISCHE ANORDNUNG UND

VERFAHREN

Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deutschen Anmeldungen DE 10 2019 103 365.9 vom 11. Februar 2019, DE 10 2019 110 499.8 vom 23. April 2019 und DE 10 2019 111 767.4 vom 07. Mai 2019, sowie die Priorität der internationalen Anmeldung PCT/EP2020/052191 vom 29. Januar 2020, deren Offenbarungen hier mit durch Rückbezug aufgenommen werden.

Hintergrund

In vielen verschiedenen Anwendungen sind heute Leuchtdioden o- der allgemein optoelektronische Bauelemente nicht mehr wegzu denken. Neben Displays und allgemein visuellen anzeigen werden sie zudem für großflächige anzeigen, für Reklameflächen oder Videowalls eingesetzt. Aber auch für Leuchtflächen in Büroflä chen oder auch privaten Räumen finden Systeme mit derartigen Bauelementen zunehmend Verwendung, da durch eine individuellere Ansteuerung verschiedene kreative Lichtkonzepte zu realisieren sind.

Daneben existieren klassische Leuchtanwendungen, wie beispiels weise im Automotivebereich. Neben Anzeigen und ähnliches sind auch Schweinwerfer oder andere Leuchten zu nennen, die bei- spielsweise mit pixelierter Arrays realisiert sei können. Dabei sollten diese so gestaltet werden, dass mit weiteren Optiken eventuell eine Lichtführung möglich wird und so andere Ver kehrsteilnehmer nicht geblendet werden, vielen dieser Anmeldun gen ist gemein, dass eine Anzahl von optoelektronischen Bauele- menten auf einem Substrat oder einer Backplane in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei für die Lichtführung und -Aus kopplung weitere Maßnahmen angewandt sein können.

Daneben wird gefordert, dass eine möglichst gute Lichtauskopp- lung bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch erreicht wird. Entsprechend sollte das von den optoelektronischen Bauelementen erzeugte Licht möglichst effizient ausgekoppelt und abgestrahlt werden. Die folgende Anmeldung beschäftigt sich mit Blick auf die oben genannten Anwendungen mit dieser Thematik.

Zusammenfassung

Für die Herstellung von Displays, Anzeigevorrichtungen oder auch Leichtmitteln eignen sich verschiedene Designs basierend auf vertikalen beziehungsweise horizontalen LED-Architekturen . Da bei kommt es vor allem auf kurze Schaltzeiten bei gleichzeitig ausreichender Stromtragefähigkeit an. Gleichzeitig soll das ab gestrahlte Licht bereits möglichst kollimiert austreten.

Bei Verwendung von horizontalen optoelektronischen Bauelementen werden in der Regel sowohl die Anoden- als auch die Kathoden kontakte mittels separierter metallischer Zuleitungsbahnen re alisiert, beide Kontakte liegen auf der Chip-Unterseite. Sowohl für die Kathode als auch für die Anode werden die metallischen Zuleitungsbahnen zu jedem Pixel hingeführt. Bei Verwendung von vertikalen optoelektronischen Bauelementen wird der auf der Chip-Unterseite liegende Anodenkontakt durch separierte metal lische Zuleitungsbahnen realisiert, der auf der Oberseite jedes Chips liegende Kathodenkontakt wird hingegen durch eine gemein same Kathode realisiert. In beiden Fällen sollten die Zuleitun gen möglichst kurz sein, um parasitäre Kapazitäten gering zu halten .

Die optoelektronischen Bauelemente werden wie bereits erläutert entweder monolithisch oder auch einzeln hergestellt und dann auf einem Substrat weiterverarbeitet. Das Backplane (im Fall einer Bestückung eines Backplanes; bei monolithischem Aufbau kann dieses auch als Substrat dienen oder das Wachstummsubstrat wird durch das Backplane ersetzt) enthält die Ansteuerungs elektronik. Bei der Ansteuerung unterscheidet man zwischen Pas- siv-Matrix-Backplanes mit IC-Schaltungen und Aktiv-Matrix-Back- planes mit TFT-Schaltkreisen . Bei Passiv-Matrix-Backplanes mit IC-Schaltungen zur Ansteuerung der Leuchtdiode werden in der Regel die Kathoden- und Anodenzuleitungen direkt zu den Pixeln beziehungsweise in Subpixeln geführt. Die Ansteuerung der Pixel beziehungsweise Subpixel erfolgt über die mikro-integrierten Schaltkreise .

Bei der Realisierung von Aktiv-Matrix-Backplanes erfolgt die Ansteuerung der einzelnen Pixel mittels integrierter TFT- Schaltkreise (TFT = Thin Film Transistor) . in dieser Anmeldung werden verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, bei den die Zu leitungen kurz gestaltet werden können, umso hohe Schaltzeiten zu erhalten. Zudem ist ein gemeinsamer Kathoden bzw. Anodenan schluss realisiert. Die hier offenbarten Anordnungen und Kon zepte eignen sich für verschiedene Anwendungen. Darunter fallen z.B. Anwendungen für Automotive, für anzeigen wie Displays oder auch Videowalls und allgemein verschiedene Leuchtmittel. We sentlich dabei ist, dass die optoelektronischen Bauelemente se parat oder auch monolithisch ausgestaltet sein können und deren Kantenlänge beispielsweise im Bereich von 200pm bis 500pm oder auch darüber liegen. Dieser Bereich erlaubt eine einfache Pro- zessierung und Transferierung der Bauelemente.

Für bestimmte Anwendungen ist ein gerichtetes Licht oder Ab strahlung von Bedeutung. Neben dem Aspekt, ein Übersprechen zwischen benachbarten Elementen zu verhindern, soll in diesen Anwendungen Licht gerichtet, d.h. in eine bestimmte Richtung abgestrahlt werden. Im Bereich von Automotive ist dieser Aspekt von Bedeutung, da der resultierende Lichtkegel eventuell durch eine vorgelagerte Optik gesteuert wird. Durch Streulicht kann ein entgegenkommender Verkehr geblendet werden, was durch die gerichtete Abstrahlung reduziert wird.

Bei Displays und auch für viele Flächenanzeigen soll hingegen eine definierte Abstrahlcharakteristik erreicht werden. Licht, dass in einem optoelektronischen Bauelement bzw. einer LED er zeugt wird, soll einerseits nicht mit benachbarten optoelekt ronischen Bauelementen wechselwirken, andererseits sollte das Licht auch ausgekoppelt werden, um so die Lichteffizienz bei gegebener Stromstärke zu optimieren. In den folgenden Aspekten werden verschiedene Maßnahmen vorgestellt, die eine Verbesse rung der Abstrahlcharakteristik eines optoelektronischen Bau elements bzw. einer Anordnung mit einem solchen durch reflek tierende Schichten und andere Maßnahmen erreichen.

Bei einigen optoelektronischen Bauelementen wird Licht seitlich ausgestrahlt. Dieser Effekt ist oft nicht wünschenswert, da es zu infolge Übersprechen in benachbarte Bauelemente zu Störungen oder anderen Effekten kommt, die den Seheindruck verschlechtert. Auch kann Streulicht eventuell durch Linsen oder andere licht formende Elemente in nicht gewünschte Richtungen gelenkt wer den. Schließlich ist es gewünscht einen möglichst großen Anteil des erzeugten Lichtes nutzbar zu machen. Daneben wird für viele Anwendungen eine Lambertsche Abstrahlcharakteristik des Dis plays gefordert. Das heißt insbesondere, dass das Display von allen Seiten betrachtet gleich hell sein sollte. Eine starke Kantenemission des Chips resultiert in einer nicht-Lambertschen Abstrahlcharakteristik .

Die optoelektronischen Bauelemente werden unter anderem mit ei nem vertikalen Design realisiert, das heißt, mit je einem Kon takt auf der Chipober- und der Chipunterseite. Um eine soge nannte vertikale LED elektrisch mit einem Substrat zu verbinden, muss an einem (dem Substrat abgewandten oder oberen) zweiten Kontakt der LED, ein sogenannter „Top-Kontakt" abgeschieden und strukturiert werden. Dabei wird ebenso eine Planarisierungs und/oder Passivierungsschicht um den Chip eingesetzt. Es sei an dieser Stelle jedoch erwähnt, dass die Erfindung, und insbeson dere reflektierende Strukturen nicht auf Bauformen vertikaler optoelektronischer Bauelemente beschränkt ist. Vielmehr lassen sich die unten stehenden Aspekte, z.B. die Anordnungen mit einer Reflektorstruktur auch mit optoelektronischen Bauelementen re alisieren, deren Kontakte auf der gleichen Seite angeordnet sind (sog. Horizontal LEDs) . Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung mit mindestens einem opto elektronischen Bauelement vorgeschlagen. Das Bauelement kann unter anderem eine Leuchtdiode sein, dessen Licht zumindest teilweise auch seitlich mit einem parallelen Anteil zur aktiven Schicht austritt. Bei dem Verfahren wird ein erster Kontaktbe reich und ein zweiter Kontaktbereich an einer Seite eines Sub strats strukturiert. Das optoelektronische Bauelement wird ebenso auf das Substrat aufgebracht oder dort durch Strukturie rung aus mehreren Halbleiterschichten auf dem Substrat erzeugt.

Dann wird eine erste Metallspiegelschicht und eine zweite Me tallspiegelschicht aufgebracht, wobei die erste Metallspiegel schicht eine an einem zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements angebrachte Kontaktschicht mit dem zweiten Kontakt bereich elektrisch verbindet und die zweite Metallspiegel schicht an einer an dem Substrat angeordneten Reflektorstruktur ausgebildet wird. Die Reflektorstruktur kann aus einer Plana risierungsschicht mit nachfolgender Strukturierung gewonnen werden. In einigen Aspekten umrahmt die Reflektorstruktur in einem Abstand das optoelektronische Bauelement. In weiteren As pekten kann ein Teil der Panarisierungsschicht strukturiert werden, so dass diese das optoelektronische Bauelement umgibt.

Die vorgeschlagene Anordnung weist in einem Aspekt ein insbe sondere mittels einer ersten Metallspiegelschicht elektrisch kontaktiertes optoelektronisches Bauelement und eine dieses insbesondere umlaufende, mit einer zweiten Metallspiegelschicht beschichtete Reflektorstruktur auf.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Anordnung mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement vorgeschlagen, wobei an ei ner Seite eines Substrats ein erster Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bauelements an einen ersten Kontaktbereich angeschlossen ist. An dergleichen Seite des Substrats ist ein dem Substrat abgewandter zweiter Kontakt des vertikalen opto elektronischen Bauelements an einen zweiten Kontaktbereich mit tels einer, insbesondere semitransparenten, Kontaktschicht und einer ersten Metallspiegelschicht angeschlossen. Zudem ist eine Reflektorstruktur ausgebildet die eine zweite Metallspiegel schicht an ihren Seitenflanken aufweist und die das optoelekt ronische Bauelement in einem Abstand umgibt. Die Reflektorstruk tur umfasst in einigen Aspekten reflektierende Seitenwände. Diese können schräg verlaufen, um das Licht umzulenken. In an deren Aspekten kann die Seitenwand auch einen nicht linearen Verlauf aufweisen, beispielsweisen einen quadratischen oder pa rabelförmigen .

Die Prozessierung eines zweiten Kontaktes beziehungsweise eines Top-Kontaktes kann genutzt werden, um in einem gleichen Schritt optische Auskopplungsstrukturen auf dem Substrat herzustellen. Ein Topkontakt wird hier insbesondere von einem zweiten Kontakt des optoelektronische Bauelements, einer Kontaktschicht, einer ersten Metallspiegelschicht und einem zweiten Kontaktbereich gebildet. Hier wird mittels der ersten Metallspiegelschicht die an dem zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements an gebrachte Kontaktschicht mit dem zweiten Kontaktbereich elektrisch verbunden.

Eine optische Auskopplungsstruktur wird hier mittels einer Re flektorstruktur ausgebildet, die mittels einer zweiten Metall spiegelschicht, beschichtet ist. eine weitere optische Auskop pelstruktur kann durch eine Linse gegeben sein, die im Strah lengang der Anordnung und insb. des optoelektronische Bauele ments angeordnet ist. Damit ist die Linse so angeordnet, dass Licht entweder nach einer Reflexion an der Struktur oder direkt aus dem Bauelement auf die Linse trifft.

Zur Herstellung eines Top-Kontaktes werden die optoelektroni schen Bauelemente zunächst in eine Planarisierungsschicht ein- gebettet. Fotolithographisch kann diese an dem zweiten Kontakt bereich für den zweiten Kontakt beziehungsweise für den Top- Kontakt (oberen Kontakt) auf dem Substrat geöffnet werden. Die ser Strukturierungsprozess wird genutzt, um im gleichen Schritt aus der Planarisierungsschicht Strukturen für Reflektoren, ins besondere Reflektoren, auf dem Substrat zu formen. Nach einer Abscheidung einer transparenten Kontaktschicht kann eine struk turierte Aufbringung einer Metallspiegelschicht als Metallbrü cke zwischen zweiten Kontakt und zweiten Kontaktbereich ausge führt werden. Dies ist erforderlich, da die Kontaktschicht nicht geeignet ist, um große Höhenunterschiede zu überbrücken. Dieser Metallisierungsprozess kann genutzt werden, um gleichzeitig Re flektorstrukturen zu verspiegeln.

Auf diese Weise wird eine Herstellung von Displays kostengüns tiger und schneller, da herkömmliche separate Lithographie-Pro zesse zur Ausbildung von Reflektoren entfallen. Infolge einer Bereitstellung von Reflektoren aus einer Planarisierungsschicht mit einer Top-Kontakt-Metallspiegelschicht können Effizienz und Kontrast vergrößert und die Abstrahlcharakteristik des Displays ohne zusätzlichen Prozessierungs-Aufwand verbessert werden.

Die weiter oben vorgestellten Aspekte für eine reflektierende Schicht bzw. einen Spiegel können wie bereits angedeutet auch auf andere Designs von LEDs und optoelektronische Bauelemente angewendet oder ergänzt werden, beispielsweise auf die im Fol genden dargestellten vertikalen LEDs mit umlaufender Struktur.

Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung mit einem Sub strat und einem an einer Seite des Substrats fixierten opto elektronischen Bauelement vorgeschlagen. Dieses weist an einer dem Substrat abgewandten Seite einen elektrischen Kontakt auf, der mittels einer Verspiegelung an einen elektrischen Steue rungskontakt elektrisch angeschlossen ist, wobei die Verspie gelung die dem Bauelement zugewandte Substratoberfläche zumin dest teilweise bedeckt. Die Verspiegelung übernimmt somit zwei Funktionen. Zum einen dient sie zur Umlenkung von Licht in die Abstrahlrichtung, zum andere übernimmt sie einen Stromtransport. Mittels des gemein samen Deckkontakts beziehungsweise der gemeinsamen Deckelekt rode können schnelle Schaltzeiten für verschiedene Anwendungen wie Displays realisiert werden. Dies ermöglicht die Bereitstel lung von Pulsweitenmodulation-Dimm-Konzepten, insbesondere zur Verbesserung einer Panel-Effizienz in Kombination mit einer Verbesserung optischer Parameter, wie es beispielsweise eine Winkelabhängigkeit einer Emission und der Kontrast sind.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung wird als erstes ein Substrat mit einer Anzahl von Kontakten auf der Oberfläche bereitgestellt und an einem dieser Kontakte ein opto elektronisches Bauelement befestigt. Die Befestigung kann her kömmliche Transfer- und Befestigungstechniken verwenden, die zum Teil in dieser Offenbarung ebenfalls vorgestellt sind. Das optoelektronische Bauelement ist als vertikales Bauelement aus geführt und umfasst auf einer der Substratoberfläche ebenfalls einen Kontakt. Es wird eine Verspiegelungsschicht auf der Sub stratoberfläche ausgebildet, die elektrisch mit einem elektri schen Steuerungskontakt auf der Oberfläche des Substrats in Verbindung steht und die Oberfläche wenigstens teilweise be deckt. In einem letzten Schritt wird eine transparente De ckelektrode auf dem weiteren Kontakt ausgebildet, welche die Verspiegelungsschicht elektrisch kontaktiert.

Weiter lässt sich durch die Verwendung einer Verspiegelung zur Stromaufweitung zur Verbesserung der Stromtragfähigkeit und der Schaltzeiten ebenso in Kombination mit Kavitätsstrukturen rea lisieren. Derartige Kavitäten können dann ebenso der Verbesse rung der Auskoppeleffizienz, der Winkelabhängigkeit von Emis sionen sowie des Kontrasts dienen. Zu diesem Zweck umfasst ein einigen Aspekten das Substrat eine Erhebung, welche das opto elektronische Bauelement umgibt. Alternativ kann anstatt einer Erhebung auch eine Kavität in der Substratoberfläche vorgesehen werden, in der das optoelektronische Bauelement angeordnet ist. Neben einem Bauelement lassen sich auch drei Baulemente so um geben oder anordnen, so dass diese als Subpixel gemeinsam ein Pixel bilden.

In beiden Fällen sind optional abgeschrägten Seitenflächen der Kavität oder der Erhebung mit der Verspiegelung versehen. Diese Struktur ist ähnlich der obengenannten. Der Winkel dieser Sei tenflächen mit der Substratoberfläche kann je nach gewünschter Charakteristik unterschiedliche Werte annehmen. Insbesondere kann dieser sich auch ändern so dass die Seitenflanken einen parabelförmigen oder anderen nichtlinearen Verlauf zeigen. In einigen Aspekten kann die in dieser Anmeldung offenbarte umlau fende Spiegelstruktur verwendet werden. Die Höhe der Erhebung oder die Tiefe der Kavität ist so gewählt, dass der optoelekt ronischen Bauelement mit der Oberseite der Erhebung oder der Kavität abschließen. Dadurch kann die Deckelektrode abschlie ßen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Verspie gelung auf der Oberseite angeordnet ist, so dass Deckelektrode auf der Verspiegelungsschicht aufliegt. Die Deckelektrode bil det damit in einigen Aspekten eine transparente Trägerstruktur.

In einigen Aspekten ist ein Zwischenraum zwischen optoelektro nischen Bauelementen oder auch der Bereich innerhalb einer Er hebung oder eine Kavität mit einer transparenten Isolations schicht aufgefüllt, welches die Bauelemente somit umgibt. Die transparente Isolationsschicht schließt insbesondere auf der Höhe des abgewandten Kontakts des Bauelements ab, so dass die Deckelekektrode auf dem isolierenden Material aufliegt.

In einigen Aspekten umgibt die auf der Substratoberfläche und ggf. umlaufenden Struktur angeordnete Spiegelfläche nicht nur einen, sondern eine Vielzahl von Bauelementen. Diese können als redundante Chips ausgeführt sein, so dass bei Ausfall eines Chips der jeweils andere die Funktion übernehmen kann. Durch eine umlaufende angeordnete Spiegelfläche wird eine gleichmä- ßigere Abstrahlung erzeugt. Ebenso kann innerhalb der umlaufen den Spiegelfläche mehrere Bauelemente zur Erzeugung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge angeordnet sein. Eine umlaufende Spiegelfläche kann verschiedene Pixel bei einer visuellen An zeigevorrichtung voneinander trennen, so dass ein optisches Übersprechen zwischen Pixeln reduziert wird. Eine derartige hier vorgestellte Trennung kann auch bei pixelierten Arrays z.B. für Leuchtmittel in Kraftfahrzeugen erreicht werden.

Die Verspiegelung ist in Reihe zu der Deckelektrode und dem Steuerungskontakt des Substrats geschaltet und umfasst ein hoch- reflektives Material, insbesondere aus Al, Ag, AgPdCu, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn sowie Legierungen oder Kombinationen hiervon. Diese weiten auch den Strom wirksam auf. Die Deckelektrode kann eine transparente elektrisch leit fähige Oxidschicht, insbesondere ein Material aus ITO, IGZO, aufweisen. Weitere Beispiele für Deckelektrodenmaterial können transparente leitfähige Oxide, wie beispielsweise Metalloxide, Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Indium dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminium dotiertes (AZO) , Zn₂SnÜ₄, CdSnÜ₃, ZnSnÜ₃, In₄Sn₃0i₂ oder Mischungen unterschiedlicher transparenter lei tender Oxide sein.

Die transparente Isolationsschicht kann SiO oder andere hier genannte isolierende transparente Materialien umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der direkte elektrische Kontakt der Deckelektrode mit der Verspiegelung mittels einer kontaktierenden Überlappung einer Deckelektrodenfläche und ei ner Verspiegelungsfläche, insbesondere auf der Oberfläche der Erhebung oder an einem Ende einer Ausnehmung oder Kavität, ge schaffen sein. Auf diese Weise ist weiter ein zuverlässiger niederohmiger Kontakt bereitstellbar. Gerade bei mehreren sol cher in Reihe angeordneter Kavitäten oder Erhebungen kann die Deckelektrode an mehreren Verspiegelungsschichten aufliegen. Dadurch lässt sich der Strom großflächig und an mehreren Posi tionen in die Deckelektrode einbringen. In einigen Aspekten verläuft die Verspiegelungsschicht entlang der Oberfläche des Substrats und insbesondere teilweise um das oder die optoelektronischen Bauelemente. Dadurch wird großflä chig auch auf der Substratoberfläche die Reflektion erhöht.

Um eine Kontaktierung zu gewährleisten, ist in einigen Aspekten ein direkter elektrischer Kontakt der Deckelektrode mit der Verspiegelung durch eine Durchkontaktierung oder ein Via des Verspiegelungsmaterials durch eine Planarisierungs- und/oder Isolationsschicht hindurch vorgesehen. Es entfallen zusätzliche Prozessschritte zur Realisierung eines metallischen Kontakts zwischen dem leitfähigen Oxid der Deckelektrode zu den Kontakt bereichen auf dem Backplane/Substrat. Es kann eine einfache Brücke vom beispielsweise ITO-Deckkontakt zum CrAl-Kontaktbe- reich für ein ACF-Bonden geschaffen werden. Dies kann zu einer weiteren Kosteneinsparung führen. Diese Durchkontaktierung kann ein als Öffnungen realisiert werden. In anderen Ausführungen kann jedoch auch ein Graben oder andere Struktur in der trans parenten Isolationsschicht vorgesehen werden, dessen Innenwände mit einer leitendend reflektierenden Schicht zur Kontaktierung aufgefüllt werden. Dadurch wird einerseits ein guter elektri scher Kontakt geschaffen, andererseits eine reflektierende Struktur erzeugt und neben einer guten Lichtreflektion in ei nigen Bereichen auch ein optisches Übersprechen reduziert.

In einigen Fällen, ist die Isolationsschicht am Rand eines Pi xels abgeschrägt und es liegt dort die Verspiegelungsschicht frei. Die Deckelektrode erstreckt sich entlang dieser schrägen Fläche und kontaktiert so die Verspiegelungsschicht. Auf diese Weise ist weiter eine kompakte Bauweise bereitstellbar. Die Flanken oder Innenwände der Öffnung weisen einen Winkel je nach gewünschter Abstrahlcharakteristik auf. Diese können den hier offenbarten entsprechen. Auf diese Weise sollen weiter Materi albrüche an Übergangskanten vermieden werden. Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der Herstellung eines Pixels oder eines Moduls, welches eine Vielzahl dieser Anord nungen umfasst, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. Jedes Pixel kann in einer Kavität eingebettet oder von einer Erhebung umgeben sein. Die Deckelektrode lässt sich so als gemeinsamen Anschluss für eine Vielzahl derartiger Anordnungen verwenden. Auf der Deckelektrode können zudem Auskoppelstrukturen vorge sehen werden, zudem kann eine derartige Deckelektrode auch eine Trägerstruktur bilden, so dass Licht durch diese ausgekoppelt wird .

Als alternative Strukturen wären vor allem photonischen Struk turen zu nennen, die geeignet sind, Licht weiter zu kollimieren. Auch Konverter lassen sich auf der Deckelektrode anbringen. Auf diese Weise kann ein optoelektronisches Bauelement verwendet werden, das beispielsweise blaues Licht erzeugt, um dieses mit tels der Konverterschicht zu wandeln. In diesem Fall können auf der Deckelekektrode weitere reflektierende Strukturen aufgebaut werden, damit ein optisches Übersprechen in ein anderes Pixel vermieden wird. Zudem sind auch hier wieder photonische Struk turen denkbar, die das konvertierte Licht kollimieren.

In den bisherigen Aspekten zur Verbesserung der Lichtauskopp- lung lag unter anderem die Direktionalität des abgestrahlten Lichts im Fokus. Für viele Anwendungen wird jedoch eine lam- bertschen Abstrahlcharakteristik verlangt. Dies bedeutet, dass eine lichtemittierende Fläche idealerweise über ihre Fläche eine gleichmäßige Strahlungsdichte aufweist und sich daraus eine vertikal kreisförmige Verteilung der Strahlstärke ergibt. Für einen Betrachter erscheint diese Fläche aus verschiedenen Be trachtungswinkeln dann gleich hell. Hinzu kommt, dass sich eine derartige gleichförmige Verteilung durch nachgeordnete Licht formungselemente leichter wieder formen lässt.

Es wird daher eine Anordnung vorgeschlagen, die ein flächiges Trägersubstrat und wenigstens ein optoelektronisches Bauelement aufweist und für eine rückseitige Auskopplung ausgestaltet ist. Das optoelektronische Bauelement bildet hierbei eine Leuchtdi ode oder ein anderes Element zum Erzeugen von Licht. Unter einem flächigen Trägersubstrat ist beispielsweise ein Silizium-Wafer, Halbleitermaterialien wie LTPS oder IGZO, Isolationsmaterial oder ähnliche geeignete flächige Trägerstruktur zu verstehen, die an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von nebeneinander ange ordneten optoelektronische BauelementE aufnehmen kann.

Funktion eines solchen Trägersubstrats ist unter anderem die Aufnahme von Funktionselementen wie ICs, Elektronik, Stromquel len für die optoelektronische Bauelemente, elektrischen Kontak ten, Leitungen und Anschlüssen, aber auch insbesondere die Auf nahme der lichtemittierenden Leuchtdioden oder optoelektroni schen Bauelemente. Das Trägersubstrat kann dabei starr oder flexibel ausgeführt sein. Typische Dimensionen eines Trägersub strats können beispielsweise bei 0,5 - 1,1 mm Dicke liegen. Daneben sind auch beispielsweise Polyimid-Substrate mit Dicken im Bereich von 15 pm bekannt.

Das wenigstens eine optoelektronische Bauelement ist an einer Bestückungsseite des Trägersubstrats angeordnet. Mit anderen Worten weist das Trägersubstrat zwei sich gegenüberliegende Hauptflächen auf, die hier als Bestückungsseite und als Dis playseite oder Lichtaustrittsseite bezeichnet sind. Mit Bestü ckungsseite soll die bezeichnete Fläche des Trägersubstrats ge meint sein, welche das wenigstens optoelektronische Bauelement aufnimmt oder an dem das optoelektronische Bauelement befestigt ist. In einigen Aspekten kann das Trägersubstrat gegebenenfalls weitere optische oder elektrische sowie mechanische Komponenten oder Schichten aufweisen.

Die Displayseite soll die Seite des Trägersubstrats beschrei ben, die einem Betrachter zugewandt ist bzw. aus der das von den Bauelementen erzeugte Licht austritt. Zusätzlich wird eine Trägersubstratebene beschrieben, die sich parallel zu den bei den Hauptflächen des Trägersubstrates in derselben Ebene er streckt. Das wenigstens eine optoelektronische Bauelement ist ausgeführt, Licht quer zur Trägersubstratebene in eine Richtung weg vom Trägersubstrat auszusenden. Diese Eigenschaft soll in des nicht ausschließen, dass Lichtanteile auch direkt oder in direkt in Richtung der Bestückungsseite des Trägersubstrats ausgesendet werden.

Die Anordnung umfasst weiterhin ein flächiges Reflektorelement. Diesem liegt der Gedanke zugrunde, dass durch eine Reflexion eine gleichmäßigere räumliche Verteilung des Lichts über die Fläche der Anordnung ermöglicht werden kann. Hierzu ist das Reflektorelement räumlich derart an der Bestückungsseite rela tiv zu dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement an geordnet und hinsichtlich seiner Form und Beschaffenheit aus geführt, dass von dem wenigstens einen optoelektronischen Bau element ausgesendetes Licht in Richtung des Trägersubstrats re flektiert wird.

Mit anderen Worten wird das Reflektorelement in einen Bereich um das wenigstens eine optoelektronische Bauelement platziert, in den das emittierte Licht des Bauelements emittiert wird. Das Reflektorelement kann gemäß einem Beispiel ein separates vor gefertigtes Mikroelement sein, dass separat aufgebracht ist. Alternativ kann auch das Reflektorelement durch Seitenwände ei ner Kavität und einer reflektierenden Schicht realisiert sein. Die oben dargestellten Aspekte einer Kavität und einer verspie gelten Schicht bilden eine ausführungsform eines solchen Re flektorelements. Typische Dimensionen eines solchen Reflekto relementes können je nach Ausführungsvariante im Bereich von 200 pm bis 700 pm Durchmesser, insbesondere zwischen 300 pm und 600 pm liegen. Gemäß einem Aspekt ist das Reflektorelement als reflektierende Beschichtung oder Schicht des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements ausgeführt. Dabei kann gemäß ei nem Beispiel das wenigstens eine Bauelement eine transparente oder teiltransparente Beschichtung wie beispielsweise IGZO an seiner Oberfläche aufweisen, auf die dann wiederum eine reflek tierende Schicht aufgebracht wird.

Die Anordnung eignet sich unter anderem zum Erzeugen eines Bild punktes eines Displays oder auch ür Leuchtanwendungen im Bereich Automotive .

Die reflektierende Schicht kann beispielsweise metallisch aus geführt sein oder ein Metall in einem Stoffgemisch aufweisen. Hierbei ist anzustreben, dass ein möglichst großer Anteil des von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement ausge sendeten Lichts reflektiert wird, um eine hohe Ausbeute zu er zielen. Das Trägersubstrat ist zumindest teilweise transparent ausgeführt, sodass vom Reflektorelement reflektiertes Licht auf die Oberfläche der Bestückungsseite des Trägersubstrats trifft und sich durch das Trägersubstrat ausbreitet. Dieses Licht tritt zumindest teilweise an der gegenüberliegenden Displayseite des Trägersubstrats aus und kann somit als Bildpunkt vom Betrachter wahrgenommen werden.

Mit anderen Worten wird das emittierte Licht rückseitig oder rückwärtig an der gegenüberliegenden Displayseite des Trä gersubstrats ausgekoppelt. Durch die Reflexionseffekte, Bre chungseffekte und gegebenenfalls Dämpfungseffekte kann so eine vorteilhafte gleichmäßigere Ausleuchtung und homogenere Vertei lung der Leuchtstärke erreicht werden. Gemäß einem Beispiel ist das Reflektorelement derart angeordnet und ausgestaltet, dass eine lambertschen Abstrahlcharakteristik erreicht wird.

In einem Aspekt weist das Reflektorelement an seiner zu dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement zugewandten Seite eine zusätzliche Diffusorschicht auf. Dies soll insbeson dere zur Streuung des von dem wenigstens einen optoelektroni schen Bauelement reflektierten Lichts dienen. Alternativ oder zusätzlich weist ein Reflektormaterial Diffusorpartikel auf. Mit Diffusion soll hier gemeint sein, dass eine weitere Streuung oder Verteilung des Lichts in einem umgebenden räumlichen Be reich erreicht werden soll. Hierdurch kann zusätzlich eine Streuung oder Verteilung des Lichts vorteilhaft beeinflusst werden und dadurch eine gleichmäßigere oder homogenere Vertei lung der Lichtstärke insbesondere an der Displayseite des Trä gersubstrats erreicht werden.

Eine Diffusorschicht kann als zusätzliche Schicht am Reflekto relement verstanden werden, die entweder durchgängig gleichmä ßig, aber auch unterbrochen oder nur teilweise aufgebracht sein kann. In einem Aspekt weisen die Diffusorschicht und/oder die Diffusorpartikel A1203 und/oder Ti02 auf. Diese Materialien können aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften eine Diffu sion des emittierten Lichts unterstützen. Während eine Dif fusorschicht lediglich an der Oberfläche des Reflektors aufge bracht sein kann, können Diffusorpartikel beispielsweise Teil eines Stoffgemisches des gesamten Reflektors sein und somit einfacher herzustellen sein.

Gemäß einem Aspekt umgibt das Reflektorelement das wenigstens eine Bauelement bzw. die Leuchtdiode rund, polygonartig oder parabolisch. Die zugrundeliegende Überlegung kann darin gesehen werden, dass das wenigstens eine optoelektronische Bauelement in vielen Fällen eine räumlich breite Abstrahlcharakteristik aufweist. Das bedeutet, dass in einem weiten Winkelbereich aus gehend von einer kleinen Fläche Licht ausgesendet wird. Hierbei ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Anteil dieses emittierten Lichts vom Reflektorelement erfasst wird und in Richtung der Displayseite des Trägersubstrats umgelenkt oder reflektiert wird. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine optoelektroni sche Bauelement eine erste und eine zur Redundanz vorgesehene zweite Leuchtdiode umfasst. Diese kann bei einem fertigungsbe dingten Ausfall der ersten Leuchtdiode deren Funktion überneh- men. Durch das Reflektorelement, welches beide optoelektroni schen Bauelemente umgibt, wird so eine gleichmäßige Abstrahlung unabhängig davon erreicht, welche der beiden optoelektronischen Bauelemente im Betrieb aktiviert ist. In einem anderen Aspekt umgibt das Reflektorelement mindestens drei einzelne optoelekt ronischen Bauelemente, die im Betrieb unterschiedliche Farbe abgeben. Damit kann für jedes Pixel eines Displays, einer An zeigevorrichtung, eines pixelierten Arrays oder einer anderen Vorrichtung ein Reflektorelement vorgesehen sein.

Je nach Abstrahlcharakteristik des wenigstens einen optoelekt ronischen Bauelements sind gemäß einem Beispiel bogenförmige, runde, kuppelartige, kappenartige oder ähnliche Formen des Re flektorelementes denkbar. Dabei kann, ebenfalls gemäß einem Beispiel, das Reflektorelement einteilig oder mehrteilig aus geführt sein oder mit Aussparungen oder Unterbrechungen verse hen sein. Gemäß einem weiteren Beispiel weist das Reflektorel ement je nach Wellenlänge des Lichts unterschiedliche Reflexi onseigenschaften auf. Dies kann beispielsweise durch Strukturen am Reflektorelement oder seine strukturelle Beschaffenheit er reicht werden.

Gemäß einem Beispiel ist das Reflektorelement als ebene Fläche ausgebildet, die zumindest teilweise parallel zur Trägersub stratebene über dem wenigstens einen Bauelement angeordnet ist. Gemäß einem Aspekt bildet das Reflektorelement einen elektri schen Kontakt des wenigstens einen optoelektronischen Bauele ments. Die Überlegung ist hier, dass aufgrund der beispielsweise metallischen Ausführung des Reflektorelementes eine gleichzei tige Verwendung als Anschlusskontakt für das optoelektronische Bauelement in Betracht gezogen werden kann. Hierzu ist gemäß einem Beispiel eine elektrische Kontaktierung mit einem der Anschlüsse des Bauelements vorzusehen.

Gemäß einem Aspekt ist das Reflektorelement derart ausgestaltet und geformt, dass mindestens 90 % des von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement ausgesendeten Lichts mit einem Winkel von 45°-90° relativ zur Trägersubstratebene auf die Be stückungsseite des Trägersubstrates auftrifft. Gemäß einem Bei spiel beträgt dieser Anteil mindestens 95 %, gemäß einem wei teren Beispiel mindestens 80 %. Der zugrundeliegende Gedanke ist das Bedürfnis nach einer möglichst hohen Ausbeute. Dies bedeutet, dass ein möglichst großer Anteil des von dem wenigs tens einen optoelektronischen Bauelement ausgesendeten Lichts an der Displayseite des Trägersubstrats austreten soll.

Ein Effekt, der bei flächigen transparenten oder teiltranspa renten Substraten auftreten kann, ist die Totalreflexion. Dies bedeutet, dass Licht, was in einem spitzen Winkel auf die Ober fläche der Bestückungsseite auftrifft, beim Eintritt in das dichtere Medium des Trägersubstrats gebrochen wird. In der Folge wird das Licht innerhalb des Trägersubstrats zwischen der Be stückungsseite und der Displayseite mehrfach reflektiert und tritt aufgrund der zu spitzen Winkel zu den Grenzflächen nicht mehr aus dem Trägersubstrat aus. Die Anteile sind in der Regel als Verluste zu betrachten. Um diese Verluste zu vermeiden, kann es wünschenswert sein, dass das Licht mit möglichst großem Win kel, idealerweise senkrecht, auf die Oberfläche der Bestückungs seite des Trägersubstrats auftrifft. Entsprechend wird das Re flektorelement ausgestaltet, um diese Winkelverhältnisse zu schaffen und um insbesondere Crosstalk zwischen den Pixelele menten zu verringern. In einem Aspekt weist das Trägersubstrat Polyimid oder Glas auf. Polyimid ist ein Material, was insbe sondere für flexible Displays verwendet werden kann. Glas kann als mechanisch sehr stabiles Basismaterial für starre Displays dienen .

Gemäß einem Aspekt ist zusätzlich eine Passivierungsschicht zum Abschwächen oder Eliminieren der Reflexionen an Mesakanten des wenigstens einen optoelektronischen Bauelement vorgesehen. Un ter einer Mesakante ist eine in der Regel steil abfallende Wandung oder Kontur als Begrenzung des wenigstens einen Bauele ments zu verstehen. Diese ist mit ihrer Fläche quer zur Trä gersubstratebene angeordnet. Es ist wünschenswert, dass in die Richtung zum jeweils benachbarten Pixelelement zur Vermeidung von Crosstalk kein Licht Übertritt. Daher sollen Lichtanteile, die in diese Richtung austreten, sinnvoll sein, durch eine ent sprechende Dämpfungsschicht oder Passivierungsschicht elimi niert oder zumindest abgeschwächt werden. Vorteil kann hier ein besserer Kontrast und Verringerung von optischem Übersprechen sein .

Gemäß einem Aspekt ist an der Bestückungsseite und/oder der Displayseite des Trägersubstrates außerhalb des Reflektorele mentes eine lichtabsorbierende Beschichtung vorgesehen. Es kann als grundsätzlich wünschenswert angesehen werden, dass zur Ver besserung von Kontrast und besserem Dunkeleindruck die nicht aktiven Bereiche zwischen den Bauelementen, insbesondere ver schiedener Pixel lichtundurchlässig sind bzw. Licht dämpfen. Die lichtabsorbierende Beschichtung wird daher außerhalb des Reflektorelementes angeordnet. Gemäß einem Aspekt weist die Displayseite des Trägersubstrates eine Aufrauhung bzw. unebene und/oder aufgeraute Struktur auf. Diese Struktur ist derart beschaffen, dass sie für die Wellenlänge des jeweils relevanten Lichtspektrums Streuungseffekte oder Diffusionseffekte hervor ruft. Dies kann beispielsweise vorteilhaft bewirken, dass ein höherer Anteil des durch das Trägersubstrat übertragenen Lichts an der Displayseite ausgekoppelt werden kann. Durch die raue Struktur entstehen günstigere strukturelle Winkelverhältnisse, die eine effektivere Auskopplung erlauben können.

Gemäß einem Aspekt ist an der Displayseite des Trägersubstrates gegenüber dem Reflektorelement ein Farbfilterelement angeord net. Dieses Farbfilterelement lässt ein primäres Farbspektrum des wenigsten einen optoelektronischen Bauelements passieren und dämpft hingegen andere Farbspektren. Als Vorteil kann eine bessere Farbwiedergabe und bessere Kontraste durch Eliminierung von Lichtanteilen benachbarter andersfarbiger Pixelelemente sein .

Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Pixelelementes vorgeschlagen. Hierbei wird zunächst wenigstens ein optoelektronisches Bauelement an einer Bestückungsseite ei nes flächigen Trägersubstrates befestigt. Danach wird ein Re flektorelement erzeugt, beispielsweise als reflektierende Schicht des wenigstens einen Bauelements . Alternativ kann das Reflektorelement auch durch das Bauelement umgebende Seiten wände verbunden mit einer transparenten Deckelektrode gebildet werden. In diesem Fall bildet die transparenten Deckelektrode auch das flächige Trägersubstrat. Gemäß einem Beispiel erfolgt vor der Befestigung des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements am Trägersubstrat ein Bearbeiten einer Displayseite des Trägersubstrats zur Strukturierung und/oder zum Aufrauen. Ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass die jeweiligen Ober flächen fertig bearbeitet werden können, noch bevor die emp findlicheren elektronischen und optischen Komponenten auf der Bestückungsseite aufgebracht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden Abschnitt werden einige ober erwähnten und zusam mengefasten Aspekten unter Gebrauch von verschiedenen Ausfüh rungen und Beispielen detaillierter erklärt.

Figur 1 stellt verschiedene Schritte eines Ausführungsbeispiels eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Herstellung eines opto elektronischen Bauelements mit einer umlaufenden Reflek torstruktur dar;

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung bzw. eines Arrays mit zwei optoelektronischen Bauelementen und einer dazwischen angeordneten Reflektorstruktur im Querschnitt nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Konzeptes; Figur 3 illustriert einen Teil des ersten Ausführungsbeispiels der Anordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip als Draufsicht;

Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen Vorrichtung im Querschnitt mit einer dazwischen angeord neten Reflektorstruktur, welche von einer reflektierenden Struktur bedeckt ist;

Figur 5 ist eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des vorgeschlagenen elektrisch kontaktierten Bauelements im Querschnitt ;

Figur 6 illustriert in einem dritten Ausführungsbeispiel einer vorgeschlagenen Vorrichtung oder eines Arrays im Querschnitt weitere Aspekte des vorgeschlagenen Konzeptes;

Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen Vorrichtung oder eines Arrays im Querschnitt;

Figur 8 ist eine Ausführung einer Vorrichtung in einer Drauf sicht zur Verdeutlichung weiterer Aspekte;

Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer vorge schlagenen Vorrichtung in einer Draufsicht;

Figur 10 bis 12 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele opto elektronischer Bauelemente im Querschnitt, welche in einem vor geschlagenen Array oder einer Vorrichtung angeordnet ist;

Figur 13 stellt das Ausführungsbeispiel der Figuren 11 und 12 als Draufsicht dar;

Figur 14 illustriert eine Darstellung einer Anordnung aus drei vertikalen optoelektronischen Bauelementen mit einer umlaufen den Struktur und einer Deckelektrode nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts zur Bildung beispielsweise eines Pi xels; Figur 15 zeigt eine weitere Ausführung ähnlich der Figur 14 mit zusätzlichen Konverter und Lichtauskoppelstrukturen, die so weitere Aspekte dieser Offenbarung verwirklicht;

Figur 16 stellt eine Draufsicht der Vorrichtung der voranste henden Figur dar;

Figur 17 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnittes eines Arrays mit mehreren Anordnungen und einer Deckelektrode;

Figur 18 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Pixels mit mehreren optoelektronischen Bauelementen und einer transparen ten Deckelektrode nach weiteren Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;

Figur 19 zeigt eine Draufsicht auf die Ausgestaltung der vor herigen Figur;

Figur 20 illustriert ein drittes Ausführungsbeispiel einer An ordnungin Querschnittsdarstellung, die ebenfalls mehrere opto elektronische Bauelemente mit einer transparenten Deckelektrode umfasst;

Figur 21 zeigt eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der vorherigen Figur;

Figur 22 zeigt eine weitere Darstellung einer Ausführung eines Pixels nach dem vorgeschlagenen Konzept;

Figur 23 ist eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der vorherigen Figur;

Figur 24 ist ein Verfahrensablauf mit verschiedenen Schritten zur Herstellung eines Pixels nach dem vorgeschlagenen Prinzip; Figur 25 stellt eine optoelektronische Anordnung mit einem ku gelförmigen Reflektorelement und einer Ansteuerelektronik dar gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts;

Figur 26 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer optoelektroni schen Anordnung mit einem als Schicht ausgeführten Reflektorel ement und einer Passivierungsschicht gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts;

Figur 27 zeigt eine dritte Ausführung einer optoelektronischen Anordnung mit lichtabsorbierenden Beschichtungen auf einer Dis playseite und einer Bestückungsseite des Trägersubstrats gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts;

Figur 28 bildet eine optoelektronische Anordnung als ein Pi xelelement mit einer aufgerauten Displayseite des Trägersub strats ;

Figur 29 und 30 sind Ausgestaltungen nach einigen hier offen barten Aspekten mit lichtabsorbierenden Schichten zum Minimie ren von Crosstalk sowie einem Farbfilterelement an der Display seite des Trägersubstrats;

Figur 31 und 32 zeigen beispielhafte Ausführungen einer opto elektronischen Anordnung mit einer IGZO- oder LTPS-basierten Ansteuerelektronik an der Bestückungsseite des Trägersubstrats sowie optionalen Diffusorschicht nach einigen Aspekten des vor geschlagenen Konzepts;

Figur 33 zeigt in Querschnitt und Draufsicht einer zelle mit drei optoelektronischen Bauelementen unterschiedlicher Farbe und einem Reflektorelement;

Figur 34 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer optoelekt ronischen Anordnung gemäß den vorherigen Ausführungen. Detaillierte Beschreibung

Bei einem Display oder auch Videowall- oder anderen Anwendungen zur visuellen Darstellung soll wiederum das Übersprechen von Licht in benachbarte Pixel vermieden werden. Manchmal tritt Licht seitlich an optoelektronischen Bauelementen aus, so dass infolge von Übersprechen ein Kontrast eines Displays oder Vi deowall verringert wird. Ebenso kann seitlich emittiertes oder abgestrahltes Licht aufgrund von Brechungsindexsprüngen die Struktur oftmals nicht verlassen. Zudem wird für viele Anwen dungen eine Lambertsche Abstrahlcharakteristik des Displays ge fordert, so dass das Display von allen Seiten betrachtet gleich hell wirkt. Daher wird vorgeschlagen, eine Verbesserung der Abstrahlcharakteristik durch eine um die aktive Schicht oder das optoelektronische Bauelement umlaufende reflektierende Schicht bzw. Spiegel zu erreichen. Mit anderen Worten können optoelektronische Bauelemente mit einem umlaufenden Spiegel versehen werden, um die Abstrahlcharakteristik zu verbessern.

Figur 84 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen Anordnung in einem Y-Z-Querschnitt . Dieses kann beispiels weise mittel der in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren hergestellt werden. In einem Y-Z-Querschnitt sind zwei elektrisch kontaktierte optoelektronische Bauelemente 3a und 3b, auf einem Substrat 1 gefertigt, wobei in einem mittleren Bereich zwischen den beiden prozessierten Bauelementen 3a und 3b eine Reflektorstruktur 4b auf dem Substrat 1 ausgebildet ist. Die Flankenwinkel der Reflektorstruktur 4b wird einer geforder ten optischen Auskopplung angepasst. Zum Beispiel kann die Flanke stark vom Abstand zwischen optoelektronischen Bauelement und der Reflektorstruktur 4b abhängen. Die zwei elektrisch kon taktierten optoelektronischen Bauelemente 3b bilden zusammen mit der mittigen beschichteten Reflektorstruktur 4b jeweils ein optoelektronische Anordnung OB aus. Bauelement 3b kann im Un terschied zu Bauelement 3a Licht anderer Wellenlängen emittie ren. Bezugszeichen 4a' bezeichnet eine Einfassung. Es versteht sich bei dieser Ausführung von selbst, dass auch weitere Bau elemente angeordnet werden können, beispielsweise drei, so dass diese dann die Subpixel eines Pixel eines Displays bilden.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Bauelemente auf dem Sub strat 1 epitaktisch gewachsen, jedoch können diese auch separat gefertigt und dann auf das Substrat 1 aufgesetzt werden. Im Rahmen des Herstellungsprozesses sind die Flanken der Reflek torstruktur 4b sind mit einer zweiten Metallspiegelschicht 6b zusammen mit den ersten Metallspiegelschichten 6a der opto elektronischen Bauelemente beschichtet worden, so dass sich die gezeigte Struktur ergibt.

Die Reflektorstruktur 4b, wurde aus einer Planarisierungs schicht 4 erzeugt. Ebenso umfasst jedes optoelektronische Bau element die erste Metallspiegelschicht 6a, die als jeweilige Metallbrücken von einem zweiten Kontaktbereich 2b zu einer Kon taktschicht 5 eines zweiten Kontaktes der Bauelemente führen. Die zweiten Metallspiegelschichten 6b bedecken lediglich die Flanken der Reflektorstruktur 4b. zudem kann bei den zweiten Metallspiegelschichten 6b ein Bereich in der Nähe zum Substrat 1 ausgespart werden, um Kurzschlüsse mit Leiterbahnen auf dem Substrat 1 zu vermeiden. Substrat 1 kann darüber hinaus auch elektrische Strukturen zur Ansteuerung der optoelektronischen Bauelemente umfassen, wie sie hier in dieser Anmeldung beschrie- ben sind. Sofern Substrat aus Si oder einem anderen im allge meinen nicht kompatiblen Material zu den optoelektronischen Bauelementen besteht oder dieses umfasst, sind zudem Anpas sungsschichten vorgesehen. Das bedeutet, dass die optoelektro nischen Bauelemente entweder auf dem Träger 1 direkt erzeugt wurden oder auf diesen transferiert worden sind. Dazu wären z.B. verschiedene Transferprozesse mittels Stempelverfahren geeig net .

Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen optoelektronischen Anordnung OB als Draufsicht auf eine X-Y-Ebene. Diese Draufsicht kann das linke optoelektronische Bauelement gemäß Figur 84 mit umlaufender Reflektorstruktur darstellen. Das optoelektronische Bauelement ist ein Subpixel und bilden mit weiteren jeweils ein Pixel eines Displays oder Videowall. Letztere sind weiteren Pixeln in mehreren Reihen und Spalten angeordnet.

Dabei umfasst jedes Pixel gleich aufgebaute Anordnungen und optoelektronischen Bauelemente, die entsprechend elektrisch verschaltet sind, um diese individuell anzusteuern. Gemäß Figur 2 und Figur 3 weist eine optoelektronisches Vorrichtung OB eine mit zweiten Metallspiegelschichten 6b beschichtete Reflek torstruktur 4b auf, die ein optoelektronisches Bauelement umgibt. Das optoelektronische Bauelement ist hierzu mittig an geordnet. Andere geometrische Formen wie beispielsweise Recht ecke, Kreise oder Dreiecke oder Vielecke sind ebenso möglich.

Die dem Bauelement 3a zugewandte Flanke der Reflektorstruktur 4b ist hier von einer zweiten Metallspiegelschicht 6b bedeckt. In der Draufsicht zeigt sich entlang der X-Y-Ebene, um das Bauelement 3a herum eine Einfassung 4a', die ebenso wie die Reflektorstruktur 4b aus dem Material einer Planarisierungs schicht 4 ausgebildet wurde. Ausgehend von einer Kontaktschicht 5 verläuft eine erste Metallspiegelschicht 6a insbesondere in Form eines Streifens zu einem auf einem Substrat 1 ausgebildeten zweiten Kontaktbereich 2b, der von einer Beschichtung 7 zur Versiegelung oder Verkapselung bedeckt sein kann. Beispielhaft ist eine elektrische Leiterbahn 9 dargestellt, an die der zweite Kontaktbereich 2b elektrisch angeschlossen sein kann. Die Me tallspiegelschichten 6a und 6b können ein gleiches Material oder einen gleichen Schichtenstapel aufweisen.

Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines vorgeschla genen Arrays im Querschnitt einer Y-Z-Ebene. Im Unterschied zu Figur 3 ist hier eine Reflektorstruktur 4b mit einer zweiten Metallspiegelschicht 6b entlang deren gesamten ursprünglich freien Oberfläche bedeckt. Das heißt, nicht lediglich die Flan ken, sondern ebenso die einem Substrat 1 abgewandte Hauptober fläche, sind von einer zusammenhängenden zweiten Metallspiegel schicht 6b bedeckt. Die optoelektronischen Bauelemente der Fi gur 4 sind in gleicher Weise aufgebaut wie in Figur 3.

Figur 5 zeigt nochmal die wesentlichen Aspekte des optoelekt ronischen Bauelements im Querschnitt entlang der Y-Z-Ebene. An einer Seite eines sich entlang einer X-Y-Ebene erstreckenden Substrats 1 ist ein erster Kontakt 2a mit einer Halbleiter schicht 3a des optoelektronischen Bauelements verbunden. In der Schicht 3a befindet sich auch die aktive Zone ein zweiter Kon takt wird durch die transparente Schicht 5 gebildet, die elektrisch leitend an die ersten Metallspiegelschicht 6a ange schlossen ist. Entlang der X-Y-Ebene, um den Körper 3a herum ist, mechanisch diesen kontaktierend, die elektrisch isolie rende Einfassung 4a' ausgebildet, an der entlang die Kontakt schicht 5 und die erste Metallspiegelschicht 6a, insbesondere streifenartig, verläuft.

Das Substrat 1 kann selber ein Halbleiter sein und dort elekt rische Strukturen zur Ansteuerung enthalten. Alternative kann es auch als Passiv-Matrix- oder Aktiv-Matrix-Backplane erzeugt sein und beispielsweise Glas, ein Polyimid oder PCBs (Printed Circuit Boards; Leiterplatten) aufweisen. Der erste Kontaktbe reich 2a für den Kontakt nahe dem Substrat kann beispielsweise Mo, Cr, Al, ITO, Au, Ag, Cu sowie Legierungen daraus aufweisen. Der zweite Kontaktbereich 2b für den zu dem Substrat 1 abge wandten zweiten Kontakt des Bauelements 3a kann ebenso bei spielsweise Mo, Cr, Al, ITO, Au, Ag, Cu sowie Legierungen daraus aufweisen .

Die hier dargestellten optoelektronischen Bauelemente sind ent weder gleiche oder mit unterschiedlichen Materialsystemen rea lisiert, so dass diese im Betrieb unterschiedliche Farben emit tieren. Beispielsweise können auf dem Substrat 1 rote, grüne und blaue (RGB) , rote, grüne, blaue und weiße (RGBW) angeordnet werden. Durch Konvertermaterialien lassen sich gleiche Leucht dioden verwenden, die dennoch unterschiedliches Licht erzeugen. Bezugszeichen 4a' bezeichnet den Rest einer Planarisierungs schicht 4 zur Bereitstellung einer Einfassung 4a', an die eine Kontaktschicht 5 für einen Top-Kontakt angebracht werden kann. Die Einfassung 4a' kann optional ebenso Mesakanten der Halbei terschichten des Körpers 3a beispielsweise mittels Spin-on-Die- lektrika oder mittels eines Photoresist (eines Fotolacks) pas sivieren .

Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen Anordnung im Querschnitts entlang einer Y-Z-Ebene. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 und zum zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind hier keine Reflektorstrukturen 4b ausgebildet. Hingegen ist eine Beschich tung 7 zur Versiegelung/Verkapselung der kontaktierten opto elektronischen Bauelemente 3a, 3b und/oder zur optischen Aus kopplung ausgebildet. Schicht 7 ist hier strukturiert (nicht dargestellt) und weist aus der Oberseite eine photonische Kris tallstruktur auf, so dass die Abstrahlcharakteristik verbessert wird. Die Schicht 7 ist elektrisch von den anderen Strukturen isoliert. Die Beschichtung 7 kann Streupartikel oder Konverter- materialien aufweisen. Sie wird im Regelfall nach der Herstel lung der optoelektronischen Bauelemente aufgebracht und dann planarisiert .

Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer vorgeschla genen Anordnung im Querschnitt entlang einer Y-Z-Ebene. Dabei ähnelt diese Darstellung, der von Figur 8. In Ergänzung zu dieser ist unter einer Beschichtung 7, die zur Versiegelung/Ver kapselung des kontaktierten lichtemittierenden Körpers 3a, 3b und/oder zur optischen Auskopplung angebracht wurde, zwischen den optoelektronischen Bauelementen 3a, 3b ein schwarzer Ver guss 8 ausgebildet. Es sind hier keine beschichteten Reflek torstrukturen 4b dargestellt. Diese Reflektorstrukturen 4b kön nen an anderen hier nicht dargestellten Bereichen des Arrays ausgebildet sein.

Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines Displays oder Leuchtmittels in einer Draufsicht mit einer Viel zahl derartiger Anordnungen, die jeweils zusammengefasst 4 Pi xel bilden. Dieses Ausführungsbeispiel betrifft insbesondere die Form und die Anordnung der Reflektorstrukturen 4b. Gemäß Figur 8 wird jedes Subpixel mit einem optoelektronischen Bau element, einzeln von einer eine zweite Metallspiegelbeschich tung 6b aufweisenden Reflektorstruktur 4b umrahmt. Der Abstand zwischen Reflektorstruktur 4b und jeweiligem optoelektronischen Bauelement beträgt in diesem Beispiel das 2-fache der Chipkan tenlänge. Es sind jedoch auch andere Abstände möglich, insbe sondere kann das Subpixel von der Reflektorstruktur mit einem Abstand von nur einigen wenigen pm umgeben sein.

Jeder Pixel umfasst drei Subpixel 3a, 3b und 3c zur Emission von rotem, blauem und grünem Licht. Die Pixel sind in ihrer Form gleich ausgestaltet und in Spalten und Reihen angeordnet. Sie bilden so einen Ausschnitt eines Display oder ein Modul eines solchen. Zur Vermeidung von sichtbaren Artefakten während der Lichtemission, die durch periodische Subpixelanordnung auftre- ten können, können die Subpixel 3a, 3b und 3c entgegen der hier gezeigten Darstellung unterschiedlich oder permutierend ange ordnet sein. Zudem ist die Form der Reflektorstrukturen 4b nicht auf quadratische Grundrisse beschränkt.

Figur 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines vorge schlagenen Arrays in einer Draufsicht. Die Reflektorstrukturen 4b sind hier derart gestaltet, dass diese ein gesamtes Pixel, beispielsweise mit den optoelektronischen Bauelementen 3a, 3b, 3c, umschließen. Wegen des nun unterschiedlichen Abstandes sind die Flankenwinkel der beschichteten Reflektorstrukturen 4b ge genüber der Ausführung der Figur 8 unterschiedlich. Je nach Bedarf ist eventuell auch der Flankenwinkel der zentral ange ordneten Reflektorstrukturen anders als der umgebende Rahmen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, das in beiden Ausführungen deutlich mehr derartige Strukturen zusammengefasst und als Pi xel ausgebildet werden.

Figur 10 bis Figur 12 zeigt weitere Ausführungsbeispiele eines optoelektronischen Bauelements, wie sie als Subpixel ausgestal tet, zusammengefasst und von einer Reflektorstruktur umgeben werden können.

In Figur 10 ist das optoelektronische Bauelement mit einer zu sätzlichen Metallspiegelschicht 6c an der Seitenflanke der Ein fassung 4a ausgebildet. Die Seitenflanke bildet einen Pyrami denstumpf und läuft nach oben hin zu. Die Metallspiegelschicht kann zusätzlich auch als Kontaktierung für den Kontakt 5 dienen. Figur 11 zeigt das bereits beschriebene zweite Ausführungsbei spiel. Figur 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel. Bei die sem sind die Flanken der Reflektorstruktur 4a ebenfalls abge schrägt, jedoch so, dass der Umfang mit zunehmenden Abstand vom Träger 1 zunimmt. Durch die Flankenform und deren Steilheit wird die Auskoppelung des Lichtes aus der Körper eingestellt. Figur 13 zeigt ein weitergebildetes Ausführungsbeispiel basie rend auf der dritten Ausführung nach Figur 12 in einer Drauf sicht. In diesem Beispiel ist die auf die Reflektorstruktur 4a aufgebrachte zweite Metallspiegelschichten 6c ist von einer schwarzen Schicht 8, insbesondere einem schwarzen Verguss, um fasst und eingerahmt. Diese kann sich beispielsweise insbeson dere in der Nähe des Substrats 1 am Fuß einer Reflektorstruktur 4a erstrecken. Zusätzlich ist eine Beschichtung 7 zur Versie gelung und optischen Auskopplung auf der Oberfläche abgeschie den. Die Flanke der Reflektorstruktur 4a ist von einer zweiten Metallspiegelschicht 6c bedeckt. Ausgehend von einer Kontakt schicht 5 verläuft eine erste Metallspiegelschicht 6a insbeson dere in Form eines Streifens zu einem auf einem Substrat 1 ausgebildeten zweiten Kontaktbereich 2b, der von einer optischen transparenten Beschichtung 7 zur Versiegelung oder Verkapselung bedeckt sein kann. Beispielhaft ist eine elektrische Leiterbahn 9 dargestellt, an die der zweite Kontaktbereich 2b elektrisch angeschlossen ist. Die Metallspiegelschichten 6a und 6c können ein gleiches Material oder einen gleichen Schichtenstapel auf weisen .

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung OB und eines optoelektronischen Bauelements . Die dargestellten Schritte sind auf eine Vielzahl von einzelnen Bauelementen an wendbar, so dass diese in größerer Anzahl gemeinsam herstellbar sind .

In einem ersten Schritt S1 wird ein erster Kontaktbereich 2a und eines zweiten Kontaktbereich 2b an einer Seite eines Sub strats oder Trägers ausgeführt. Der Träger kann seinerseits Schaltungen oder weitere innere Strukturen aufweisen. Die Kon taktbereiche können unter anderem hergestellt werden, indem eine Fotolackschicht strukturiert und die danach nicht belichteten Bereiche entfernt werden, so dass Teile des Substrates freilie gen. Darauf werden die Kontaktbereiche 2a und 2b abgeschieden. eine metallische Schicht abgeschieden. Ebenso wird ein Körper 3a auf einem der Kontaktbereiche aufgebracht. Der Körper 3a umfasst zwei gegensätzlich dotierte Halbleiterschichten mit ei ner dazwischen angeordneten aktiven Schicht zur Erzeugung von Licht. In einigen Aspekten kann dieser Körper separat herge stellt und dann mittels eine Transferverfahrens auch diesen Bereich übertragen werden. In einem anderen Aspekt werden die Schichten auf der Oberfläche des Substrats 1 aufgebracht, struk turiert und so die Körper gebildet.

In einem zweiten Schritt S2 wird eine Planarisierungsschicht 4 zum Ausbilden einer Reflektorstruktur 4b aufgebracht, die den Körper 3 vollständig umgibt. Gegebenenfalls wird die Schicht 4 planarisiert, um so mit der Oberfläche des Körpers 3a planar zu sein. Anschließend wird die Schicht 4 strukturiert, so dass eine Einfassung 4' um den Körper 3 erzeugt wird. Diese Einfassung reicht im Wesentlichen an den zweiten Kontaktbereich 2b. Zudem wird eine weiter entfernte Umrandung 4b geschaffen. Die Seiten flanken der Umrandung sind abgeschrägt. Über die Flankensteil heit kann eine Lichtauskopplung bzw. die Reflexionsrichtung ge steuert werden. In Schritt S4 wird auf der Oberfläche des Kör pers 3a und benachbarten Bereichen eine Kontaktfläche 5 aufge bracht. Diese umfasst ein transparentes aber leitfähiges Mate rial

Mit einem fünften Schritt S5 erfolgt schließlich ein Aufbringen einer elektrisch verbindenden Metallspiegelschicht 6a an die Kontaktschicht 5. Die Metallspiegelschicht erstreckt sich über die Einfassung 4a' bis auf den zweiten Kontaktbereich 2b und kontaktiert diese. Zudem wird gleichzeitig aus eine zweite Me tallspiegelschicht 6b auf den Seitenflanken der Reflektorstruk tur 4b aufgebracht. Durch eine Strukturierung und Prozessierung bleibt die Oberfläche des umlaufenden Stegs 4 frei von dem Metall. In anderen Ausführungen kann dies auch an der struktu riert sein, um einen elektrische Verbindung zwischen der Me tallspiegelschicht auf beiden Seitenflanken zu erhalten. Die weiter oben vorgestellten Aspekte für einen reflektierenden Spiegel können auch auf andere Designs von optoelektronischen Bauelementen angewendet werden, beispielsweise auf die im Fol genden dargestellten vertikalen optoelektronischen Bauelemente mit umlaufender Struktur. Figur 15 zeigt dabei eine Ausführung einer Pixelzelle mit einer gemeinsamen Deckelektrode und umlau fender Struktur, die zum einen durch eine geeignete Stromführung schnelle Schaltzeiten erlaubt und zum anderen durch eine Ver spiegelung das erzeugte Licht in eine Hauptabstrahlrichtung ab strahlt. Die Anordnung nach Figur 15 ist mit drei vertikalen optoelektronischen Bauelementen, wobei ein erstes Bauelement 1 rotes Licht, ein zweites Bauelement grünes Licht und ein drittes Bauelement blaues Licht bereitstellt, die optoelektronischen Bauelemente bilden somit Subpixel einer Pixelzelle. Die einzel nen Bauelemente sind der Einfachheit in Reihe dargestellt, es sind jedoch auch andere Anordnungen denkbar, beispielsweise in Dreieckform. Ferner sind die optoelektronischen Bauelement gleich groß . in einer Ausführung zeigen die Bauelemente eine Kantenlänge im Beriech von 200 pm bis 750 pm, ihre Höhe kann beispielsweise bevorzugt zwischen 10 pm und 100 pm liegen. Die Bauelemente sind separat gefertigt und dann mittels verschie dener Transferverfahren auf das Substrat 3 übertragen. Auch dies ist der Einfachheit geschuldet, da je nach Ausgestaltung auch unterschiedlich groß sein können. Jedoch sollten sie die gleiche Höhe aufweisen, damit weitere Prozessschritte keine zusätzli chen Maßnahmen notwendig machen. Die optoelektronischen Bauele mente sind mit vertikaler Bauform ausgeführt, d.h. sie besitzen auf ihre beiden Kontakte auf verschiedenen Seiten, in der Figur dargestellt auf der Ober- bzw. Unterseite.

Die optoelektronischen Bauelemente sind auf einem gemeinsamen Substrat 3 angeordnet. Dazu sind die optoelektronischen Bauele mente mit ihrem ersten Kontakt mit einem hier nicht dargestell ten Kontakt auf oder in dem Substrat elektrisch verbunden. Das Substrat kann seinerseits ein Halbleitersubstrat oder auch eine Backplane oder ähnliches sein. In dem Substrat sind die Zulei tungen angeordnet, mit die an die Kontakte für die optoelekt ronischen Bauelemente führen. Neben Zuleitungen können auch Stromquellen und oder Ansteuerelektronik in dem Substrat aus gebildet sein, wegen der Größe der Bauelemente ist hierfür ein ausreichender Platz. In einigen Anwendungen, z.B. für Leucht anwendungen müssen zudem Maßnahmen vorgesehen werden, um anfal lende Wärme abtransportieren zu können. In Anwendungen für Dis plays oder weniger stromintensive Anwendungen kann Ein Teil der Strukturen und Zuleitung sind in TFT Technik ausgeführt sein.

Die Pixelzelle mit ihren drei optoelektronischen Bauelementen ist einer Kavität eingebettet bzw. von einer Umrandung umgeben. Derartige Umrandungen sind beispielsweise auch in Figuren 2 bis 6 zu sehen. Auf der linken und der rechten Seite der Figur 15 sind auf dem Substrat 3 Erhebungen 29 ausgebildet. Derartige einen Hohlraum oder Ausnehmungen bereitstellende Erhöhungen 29 können beispielsweise Polyimid oder ein anderes nichtleitendes Material aufweisen. Sie umgeben die optoelektronischen Bauele mente zu allen Seiten und bilden somit die Umrandung des Pixels oder anderen optoelektronischen Anordnung.

Die Seitenwände sind leicht abgeschrägt und verlaufen so in einem Winkel zur Normalen der Oberfläche. Neben dem hier dar gestellten linearen Verlauf der Seitenfläche können diese auch einen parabelförmigen Verlauf zeigen.

Zwischen den erzeugten Erhebungen 29 und dem Substrat 3 ist zudem zur besseren mechanischen Festigkeit eine weitere elekt rische Isolationsschicht 25 vorgesehen. Auf der Isolations schicht bzw. der Erhebung 29 ist eine leitende Verspiegelungs schicht 7 aufgebracht. Diese erstreckt sich nicht nur über die Seitenfläche der Erhebung 29, sondern auch entlang eines Be reichs der Substratoberfläche sowie zwischen den optoelektro nischen Bauelementen. Allerdings ist die Verspiegelungsschicht hier beabstandet, so dass ein Kurzschluss oder eine unbeabsich tigte Kontaktierung mit den Rohchips vermieden wird. Zudem ist die Verspiegelung auch auf einer Oberseite der Erhebung im Be reich 13 vorgesehen. Die Verspiegelung 7 ist als ein Metall spiegel ausgeführt, der insbesondere Al, Ag und AgPdCu und der gleichen aufweisen kann. Weitere Materialien können Metalle o- der Legierungen aus Al, Ag, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn oder Legierungen bzw. Kombinationen hiervon sein .

Der Raum 15 zwischen der Erhebung bzw. in der Kavität und des optoelektronischen Bauelements ist mit einem transparenten, nicht leitfähigen Material 21 aufgefüllt und reicht bis zur Höhe der zweiten Kontakte 5 der optoelektronischen Bauelemente. Ma terial 21 bildet eine Isolationsschicht. Die Isolationsschicht kann mittels Spin-on-Glass oder ähnlichen Techniken aufgebracht werden. Je nach Bedarf kann dann das Isolationsmaterial bis auf die Höhe der Kontakte 5 und der Verspiegelungsschicht abgetragen werden, so dass diese freiliegen und eine planare Oberfläche gebildet wird. Schließlich ist auf den zweiten Kontakt 5 der Bauelemente und der Isolationsschicht 21 eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht erzeugt, die eine Deckelektrode 11 bereitstellt. Die transparente Schicht kann beispielsweise ITO und/oder IGZO und dergleichen aufweisen. Weitere Beispiele für Deckelektrodenmaterial sind transparente leitfähige Oxide, wie beispielsweise Metalloxide, Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmi umoxid, Indium dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminium dotiertes (AZO) , Zn2SnÜ4, CdSnÜ₃, ZnSnÜ₃, In4Sn30i2 oder Mischungen unter schiedlicher transparenter leitender Oxide sein.

Die Deckelektrode 11 erstreckt sich über die gesamte Isolati onsschicht 21 und überlappt in den Bereichen 13 mit der Ver spiegelungsschicht. Durch den großflächigen direkten Kontakt mit dem darunterliegenden Metallspiegel 7 wird eine gute Stromeinkopplung erzeugt, so dass die Strecke, die der Strom durch die transparente leitfähige Schicht 11 zurücklegen muss nur kurz ist. Dadurch wirkt sich der im allgemeinen größere Flächenwiderstand der transparente leitfähige Schicht 11 nicht so sehr aus. Durch die planare Oberfläche, auf die die De ckelektrode 11 aufgebracht wird, kann das Material auf einfache Weise aufgesputtert oder mittels eines „Spin-on-Glas (SOG)" Top- Kontakt-Prozesses aufgebracht werden. Dies ermöglicht eine planare Beschichtung mit der ITO-Deckelektrode 11, sodass Ab risskanten beispielsweise bei einem sogenannten Thermoschock- Test vermieden werden. Zweckmäßig ist bei dieser Herstellung jedoch, dass sowohl die Verspiegelung 7 als auch die Kontakte 5 freiliegen und von dem Material 11 direkt kontaktiert werden.

Figur 17 zeigt eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 15. In der Mitte der Anordnung sind die drei optoelektronischen Bauelemente in Reihe aufgebaut. Diese sind mittels einer De ckelektrode 11 kontaktiert, die in einem Überlappungsbereich 13 mit einer Verspiegelung 7 oder einer Metallspiegelschicht elektrisch kontaktiert ist. Die Umrandung durch die Erhebung bzw. die Kavität ist im Wesentlichen quadratisch. Dadurch ergibt sich ein geringerer Abstand der beiden äußeren optoelektroni schen Bauelemente von der Erhebung. In einer Ausgestaltung kann es zweckmäßig sein, die Umrandung eher als Rechteck auszubilden. Dies ist in der Figur 17 durch die gestrichelten Bereiche 13a angedeutet, in denen die Erhebung liegt und in denen die De ckelektrode mit der Verspiegelung in Kontaktsteht. Dadurch wird die Distanz zwischen den optoelektronischen Bauelemente und der Umrandung gleichmäßiger.

Figur 18 zeigt eine Anordnung von mehreren Pixeln PI, P2, P3... Pn, die entlang einer Reihe angeordnet sind. Die Pixel P sind voneinander durch eine Erhebung getrennt, so dass ein optisches Übersprechen zumindest reduziert wird. Im Querschnitt sind für jedes Pixel drei optoelektronischen Bauelemente 1 ausgebildet, welche im Betrieb zur Abgabe von Licht unterschiedlicher Wel lenlänge ausgebildet sind. Diese sind zwischen einem Substrat 3 und einer Deckelektrode 11 fixiert und elektrisch kontaktiert. Der direkte elektrische Kontakt der Deckelektrode 11 mit der Verspiegelung 7 ist gemäß der Ausführungsform gemäß Figur 15 ausgebildet .

Die Verspiegelung 7 ist auf jeder der die Pixel trennenden Erhebung mit der Deckelektrode 11 elektrisch verbunden. Außer halb der Pixelzellen und der Reihe der Pixel ist die Verspie gelung an eine ganz linke liegende Steuerungskontakt 9 des Sub strats 3 geführt. Der Steuerungskontakt 9 bildet einen Kontakt bereich aus, an dem eine weitere Kontaktierung erfolgen kann. In anderen Beispielen ist der Kontakt 9 in das Substrat geführt, in dem weitere Schaltungen und Ansteuerungselemente angeordnet sind. Aufgrund des geringen Flächenwiderstands durch die metal lische Verspiegelung ist der gesamte Spannungsabfall über die Zuleitungen reduziert. Bei einer geeignet geführten Stromfüh rung werden parasitäre Kapazitäten verringert und es können Schaltzeiten für die Ansteuerung der optoelektronischen Bauele mente wirksam verringert werden. Durch die in Figur 18 darge stellte Pixelanordnung kann weiter ein optisches Streuen zwi schen Pixeln und damit ein sogenanntes optisches Übersprechen minimiert werden.

Figur 19 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer vorgeschlagenen Vorrichtung. Dabei zeigen zu Figuren 15 bis 18 gleiche Bezugs zeichen gleiche Merkmale. Bei dieser Ausgestaltung ist auf dem Substrat keine Erhebung bzw. Kavität vorgesehen, d.h. die Ver spiegelung und die Zuleitung verlaufen im Wesentlichen planar entlang der Oberfläche des Substrats 3. Auf dem Substrat 3 sind drei optoelektronischen Bauelemente 1 angeordnet und elektrisch mit nicht dargestellten Kontakten verbunden. Die die optoelekt ronischen Bauelemente umschließende Verspiegelung 7 ist mittels einer transparenten aber elektrischen Isolationsschicht 25 von dem Substrat 3 elektrisch getrennt. Die Bauelemente 1 (R, G und B) sind von einer Isolationsschicht 21 umgeben. Dieses ist transparent und erstreckt sich bis zur Höhe der Kontakte 5 der optoelektronischen Bauelemente in jede Richtung über das Sub strat. Die oberen Kontakte der optoelektronischen Bauelemente 1 sind mittels einer Deckelektrode 11 elektrisch kontaktiert, die als transparenter ITO-Deckkontakt ausgeführt ist und auf der Isolationsschicht aufliegt. Weiterhin sind in über der Ver spiegelungsschicht 7 mehrere leitende Durchkontaktierungen ge schaffen, die Verspiegelungsschicht 7 mit der Deckelektrode 11 elektrisch kontaktiert. Die Durchkontaktierungen sind mit einem Metall gefüllt, um weiterhin den Flächenwiderstand gering zu halten .

In einigen Aspekten sind die Durchkontaktierungen lediglich Öffnungen in der Isolationsschicht. Jedoch können auch Gräben oder ähnliches in der Isolationsschicht vorgesehen werden, die bis zur Verspiegelungsschicht 7 reichen. Werden diese zumindest teilweise umlaufend um das Pixel ausgebildet und anschließend mit einem reflektierenden Material gefüllt, kann neben einer guten Stromeinkopplung auch eine Lichtführung erreicht werden, in dieser Ausführung spielt die Höhe der optoelektronischen Bauelemente eine geringere Rolle, sofern diese gleich hoch sind, da sie nicht an eine Kavität oder Erhebung angepasst sein müs sen .

Figur 20 zeigt wiederum die in Figur 19 dargestellte Struktur in Draufsicht. Das Pixel ist als Quadrat ausgeführt, so dass die Distanz bei dem mittleren Rohchip zu den Rändern des Pixels ungefähr gleich ist. Bezugszeichen 5 kennzeichnet die elektri schen Kontakte 5 der optoelektronischen Bauelemente 1 zur trans parenten Deckelektrode 11. Auch hier kann eine Verspiegelung 7 (nicht gezeigt) den Bereich um die optoelektronischen Bauele mente umgeben.

Figur 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer vorge schlagenen Vorrichtung im Querschnitt. Gemäß diesem Beispiel ist die Deckelektrode 11 als ein ITO-Deckkontakt ausgebildet, die wiederum planar über den Kontakten 5 jedes optoelektroni schen Bauelements R, G und B aufgebracht wurde. Eine Isolati onsschicht 21 umgibt jedes Bauelement. Im Randbereich des Pixels ist die Isolationsschicht jedoch abgetragen und besitzt eine schräg verlaufende Seitenkante. Dadurch wird eine Öffnung 19 gebildet, die bis zu der Verspiegelungsschicht 7 reicht und diese in einem größeren d.h. nicht nur punktförmigen Bereich freiliegt. Je größer dieser freiliegende Bereich, größer ist der spätere Kontaktereich mit der Deckelektrode 11.

Mit anderen Worten wird die planare Isolationsschicht im Bereich zwischen zwei Pixeln und über der Verspiegelungsschicht 7 ent fernt. Dies kann durch einen Ätzprozess, beispielsweise mit RIE erfolgen. Die erzeugten Öffnungen 19 weisen Flanken 23 mit fla chem Öffnungswinkel auf. Nach dem Öffnen wird die Deckelektrode 11 auf die Isolationsschicht aufgebracht und erstreckt sich so über die planare Oberfläche und die Seitenfläche der Isolati onsschicht. Alternativ kann auch eine Metallschicht auf die Seitenfläche aufgebracht werden, welcher die Deckelektrode 11 an der oberen Kante der Isolationsschicht kontaktiert.

Bei einer dickeren Isolationsschicht 21 sollte die Öffnung 19 mit seiner Seitenflanke so gestaltet sein, dass der obere Winkel relativ flach ist, d.h. vergleichbar einen umgedrehten flachen Kegel darstellen. Durch den flachen Abkantwinkel vermeidet ein „Abreißen" der ITO-Schicht 11 an der Kante der Öffnungen 19. Gleiches gilt für den Winkel zwischen der Seitenflanke und der Verspiegelungsschicht 7.

Das erzeugte Pixelelement weist derartige Kontaktierungen und Überlappungen 13 an mehreren Stellen, insbesondere umlaufend auf, so dass die Subpixel beziehungsweise das Pixel ebenfalls eingehaust ist. Zudem können weitere nachfolgende Schicht (en) , beispielsweise eine Streuschicht, oder Klarlackschicht mit unterschiedlichem Brechungsindex in den Öffnungen bereitgestellt werden, die in dem Ausführungsbeispiel beispielsweise zu einer Verbesserung des Kontrastes führen, in dem die laterale Wellenleitung von Licht das aus den Chip- Seitenkanten emittiert wird zur Lichtauskopplung genutzt werden kann und nicht bis zu Nachbarpixein propagiert.

Figur 22 zeigt die Ausgestaltung gemäß Figur 21 in Draufsicht. Drei Subpixel, die jeweils von einem Mikro-Leuchtdioden-Rohchip 1 bereitgestellt werden, weisen an einer dem Substrat 3 abge wandten Seite elektrische Kontakte 5 auf. Diese können mittels einer transparenten Deckelektrode 11 nach außerhalb des Pixels elektrisch gekoppelt werden.

Figur 23 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrich tung. Die drei optoelektronischen Bauelement 1 sind in Reihe angeordnet. Jedes der Bauelemente ist in dieser Ausführung als Pyramidenstumpf ausgeführt. Seine Grundfläche wird mit zuneh mender Höhe leicht geringer. Damit zeigen die optoelektronischen Bauelemente eine leicht abgeschrägte Seitenflanke.

Die Oberfläche der Seitenflanken eines jeden der optoelektro nischen Bauelemente 1 ist mit einer dünnen transparenten und isolierenden Schicht 26 überzogen. Diese erstreckt sich jedoch nicht auf den oberen zweiten Kontakt 5, so dass dieser frei liegt. Die anorganische Isolationsschicht 26 kann beispiels weise mittels Chemical Vapor Deposition erzeugt sein. Alterna tiv die Schicht 26 ebenso mit ALD-basierte (Atomlagenabschei dung, Atomic Layer Deposition) Schichten wie SiN_x, SiO_x, AI2O3, TiÜ2, Hf0_2, TaÜ2 und ZrÜ2 dergleichen erzeugt sein. Die anorganische Schicht kann auch aus Multilagen bestehen, und zwar ALD- CVD-ALD oder CVD-ALD oder ALD - CVD . Auch die ALD-Schicht kann intrinsisch aus einem Multilagen-Schichtenstapel (einem sogenannten Nanolaminat) bestehen. So ein ALD-Nanolaminat würde dann aus einem Multilagenschichtstapel aus z.B. zwei verschiedenen ALD-Schichten und ALD-Materialien bestehen, wobei beispielsweise die Einzelschichten typischerweise nur 3 nm - 10 nm dick sind, und zwar gemäß A-B-A-B-A oder ähnlichem. Im Nahbereich zum Substrat 3 sind auf elektrischen Isolations schichten 25 Verspiegelungen 7 aufgebracht, die ebenso in der Nähe der Bauelemente 1 ausgebildet sind. In ausreichendem Ab stand zu den Rohchips sind auf der linken und auf der rechten Seite des Pixels Öffnungen 20 in der Isolationsschicht 26 aus gebildet. Dort liegt so die Verspiegelungsschicht 7 frei. Schließlich ist eine Deckelektrode aus dem leitfähigen trans parenten Material auf der Oberseite und den seitenflanken auf gebracht. Diese erstreckt sich auch über die Öffnungen in der Isolationsschicht 26, und stehen so großflächig in Verbindung mit der metallischen Schicht 7. Auf diese Weise kann der direkte elektrische Kontakt der Deckelektrode 11 mit der Verspiegelung 7 erzeugt werden.

Figur 24 zeigt die Anordnung gemäß Figur 110 als Draufsicht. Gemäß Figur 24 sind drei Subpixel oder optoelektronischen Bau element 1 so angeordnet, dass deren dem Substrat 3 abgewandten elektrischen Kontakte 5 mittels einer transparenten Deckelekt rode 11 elektrisch kontaktierbar sind.

Figur 16 stellt eine Ausführung vor, die mit zusätzlichen Struk turen versehen ist. Die Anordnung ähnelt der Ausführung von Figur 15, wobei auf eine erneute Erläuterung verzichtet wird. Im Gegensatz zu der Ausführung sind jedoch hier drei optoelekt ronischen Bauelemente B der gleichen Art auf dem Substrat auf gebracht und elektrisch kontaktiert. Die optoelektronischen Bauelemente B sind ausgeführt, im Betrieb Licht einer blauen Wellenlänge zu emittieren. Auf der Deckelektrode 11 ist eine strukturierte Isolationsschicht 30 aufgebracht. Diese verbes sert die Auskoppelung des Lichts der optoelektronischen Bauele mente. Da in dieser Ausführung optoelektronische Bauelemente der gleichen Art verwendet werden, muss das Licht in andere Farben konvertiert werden, um einen RGB Pixel zu erhalten. Zu diesem Zweck sind auf der Schicht 30 Konvertermaterialien aufgebracht, um das Licht in die geeignete Wellenlänge zu kon vertieren. Im Einzelnen ist dies eine erste Konverterschicht 31, die über dem linken blauen optoelektronischen Bauelement liegt. Über dem mittig angeordneten optoelektronischen Bauele ment ist eine grüne Konverterschicht 32 vorgesehen. Letztlich ist eine weitere transparente Schicht 33 über dem rechten opto elektronischen Bauelement angeordnet. Diese ist an sich nicht notwendig, jedoch wird durch die Transparente Schicht eine planare Oberfläche geschaffen. Die Konvertermaterialien enthal ten einen anorganischen Farbstoff oder Quantendots . Um ein op tisches Übersprechen zu reduzieren, sind die einzelnen Konver terschichten, bzw. die Konverterschicht 32 von der transparen ten Schicht, durch eine dünne reflektierende Schicht 34 ge trennt. Zwar besteht die Möglichkeit, dass auch Licht anderer Bauelemente, als das direkt darunter angeordnete Bauelement in die Konverterschicht gelangt, jedoch kann dies durch eine nied rige Bauform oder durch eine Erhöhung der Leiterbahnstrukturen zwischen den Bauelementen verringert werden. Zudem kann auch die Auskoppelschicht 30 so strukturiert sein, dass sie vermehr Licht auskoppelt, dass unter einem steilen Winkel, d.h. im We sentlichen von unten in die Schicht 30 gelangt. Die Pixel hier sind recht nah zusammen angeordnet. Bei einem leicht größeren Abstand oder einer anderen Anordnung als in Reihe können die Konverter und reflektierenden Schichten 31 bis 34 so angeordnet werden, dass sie gleichmäßig über das Pixel verteilt sind. Damit würden auch die äußersten reflektierende Schichten 34 über der Erhebung liegen.

Über der Konverterstruktur liegt nun eine oder mehrere weiter strukturierte Schichten 35, die sich (hier nicht dargestellt) auch teilweise in die Konverterstruktur erstreckt. In die Struk tur 35 kann das konvertierte Licht gut einkoppeln. Die struk turierte Schichten 35 dienen zur Lichtkollimation und -Formung, so dass konvertiertes oder unkonvertiertes Licht im Wesentli- chen steil d.h. bevorzugt im rechten Winkel zur Substratober fläche austritt . Die strukturierte Schichten 35 können bei spielsweise einen photonische Struktur aufweisen, die eine vir tuelle Bandlücke für Licht bereitstellt, welches sich parallel zur Oberfläche ausbreitet. Dadurch wird das Licht kollimiert.

Mehrere der hier gezeigten Pixel können in Spalten und Reihen angeordnet sein, um, individuell ansteuerbar ein Display oder ein Displayarray zu bilden. Auch ein pixeliertes Leuchtarray, beispielsweise für Kraftfahrzeuge kann mit diesen Anordnungen geschaffen werden.

Figur 25 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Anordnung. In einem ersten Schritt S1 wird ein Substrat mit einer Anzahl von Kontakten auf der Oberfläche bereitgestellt. Das Substrat kann wie oben be schrieben weitere Leitungen, Ansteuer- oder Schaltelemente um fassen. In einem Aspekt kann auf dem Substrat eine Erhebung erzeugt werden, dass die später zu befestigenden optoelektro nischen Bauelemente umgibt und so eine Anordnung von benachbar ten Elementen optisch trennt.

In Schritt S2 wir nun ein oder mehrere optoelektronischen Bau elemente auf dem Substrat befestigt und mit ihren ersten Kon takten mit Kontakten auf oder in dem Substrat elektrisch ver bunden. Die optoelektronischen Bauelemente sind in vertikaler Bauform ausgeführt, d.h. ihre Kontakte sind auf gegenüberlie genden Seiten. Die Anordnung der optoelektronischen Bauelemente kann in Reihe erfolgen, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich .

In Schritt S3 wird eine Verspiegelungsschicht auf der Substrat oberfläche abgeschieden, die elektrisch mit einem elektrischen Steuerungskontakt auf der Oberfläche des Substrats in Verbin dung steht und die Oberfläche wenigstens teilweise bedeckt. Die Verspiegelungsschicht kann dabei zumindest teilweise auf, ins besondere den optoelektronischen Bauelementen zugewandten Sei tenwänden der Erhebung oder der Kavität aufgebracht werden. Schließlich wird in Schritt S3 eine transparente Deckelektrode auf dem weiteren Kontakt, welche die Verspiegelungsschicht elektrisch kontaktiert.

Um ein Abreißen der Deckelektrode zu vermeiden, ist in Schritt S2 oder S3 weiterhin vorgesehen, nach dem aufbringen der Ver spiegelungsschicht oder dem Befestigen der optoelektronischen Bauelemente diese von einer Isolationsschicht zu umgeben. Die Höhe dieser Isolationsschicht entspricht der Höhe der opto elektronischen Bauelemente , so dass eine planare Oberfläche geschaffen wird. Die Erzeugung der Isolationsschicht erfolgt mit den hier offenbarten Maßnahmen zur Erzeugung einer trans parenten nichtleitenden Schicht, wie Spin-on-Glass oder ähnli chem Eine planare Oberfläche wird erzeugt, indem die Isolati onsschicht wider bis auf die oberen Kontakte der optoelektro nischen Bauelemente und der Verspiegelungsschicht abgetragen wird. Dieser Schritt kann mechanische oder chemische Techniken beinhalten. Die Deckelektrode wird dann auf der transparenten isolierenden Schicht aufgebracht.

Die Kontaktierung kann in einem überlappenden Kontakt der De ckelektrodenfläche und einer Verspiegelungsfläche im Bereich der Erhebung oder an dem des zumindest einen Bauelements abge wandten Ende der Kavität erfolgen. Alternativ kann in der Iso lationsschicht auf eine Reihe von Durchkontaktierungen vorge sehen werden, die mit Metall befüllt eine Verbindung zwischen der Deckelektrode und der Verspiegelungsschicht erzeugt. Die Durchkontaktierungen können auch Gräben sein, welche die Ver spiegelungsschicht freilegt.

In weiteren Schritten kann auf der Deckelektrode eine oder meh rere strukturierte Schichten aufgebracht werden, die eine pho- tonische Kristall oder Quasikristallstruktur aufweisen und aus geführt sind, Licht, welches parallel zu einer Oberfläche des Substrat abstrahlt, zu unterdrücken oder reduzieren. Alternativ kann auch die Deckelektrode selbst strukturiert werden, um ent weder die Lichtauskopplung zu verbessern, Licht zu kollimieren oder gerichtet von der Substratoberfläche weg abzustrahlen. Schließlich ist das Aufbringen von Konvertermaterial über den optoelektronischen Bauelementen möglich.

Die folgenden Aspekte beschäftigen sich im Gegensatz zu einer direkten Verbesserung der Direktionalität des abgestrahlten Lichts mit einem anderen Gesichtspunkt. Die folgenden Beispiele sind für die Erzeugung eines lambertschen Strahlers gedacht. Jedoch ist es für den Fachmann ersichtlich, dass andere Formen an Reflektorelementen die Strahlformung beeinflussen. Spezielle Ausgestaltungen erzeugen damit eine Anordnung mit rückseitiger Auskopplung, die gleichzeitig aber gerichtet sein kann.

In Figur 25 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Anordnung 10 mit einem Reflektorelement 18 gezeigt. Zunächst ist auch hier ein Trägersubstrat 12 vorgese hen, dass häufig eine Vielzahl von optoelektronischen Bauele menten 16 aufweist, die nebeneinander an einer Bestückungsseite 20 des Trägersubstrats 12 angeordnet sind. Auf dem Trägersub strat 12 ist üblicherweise eine Ansteuerelektronik 24 vorgese- hen, die der Steuerung der einzelnen optoelektronischen Bauele mente 16 dient. Hierzu können elektrisch leitende Verbindungen (nicht gezeigt) zwischen der Ansteuerelektronik 24 und den ein zelnen optoelektronischen Bauelementen 16 vorgesehen sein. In anderen Fällen wie weiter unten noch gezeigt, kann das Trä- gersubstrat aber auch transparent sein oder weitere Strukturen zur erneuten Lichtformung aufweisen.

Das Reflektorelement 18 ist hier kuppelartig ausgeführt und umgibt das optoelektronische Bauelement 16 zumindest auf der Seite, an der das Bauelement 16 Licht 14 emittiert. Sendet das Bauelement 16 beispielsweise Licht 14 in eine Richtung weg vom Trägersubstrat 12 aus, trifft dieses auf eine zu dem optoelekt ronischen Bauelement 16 gerichtete Oberfläche des Reflektorel ementes 18, wird dort reflektiert und in Richtung der Bestü ckungsseite 20 des Trägersubstrats 12 zurückgesendet. Das Licht breitet sich gegebenenfalls unter Brechung an der Grenzfläche der Bestückungsseite 20 über einen Querschnitt des Trägersub strats 12 in Richtung einer Displayseite 22 des Trägersubstrats 12 aus und wird dort, gegebenenfalls unter wiederholter Brechung oder Beugung, ausgekoppelt.

Das Reflektorelement 18 sollte zweckmäßigerweise Formen und Ei genschaften aufweisen, dass Licht 14 in einem möglichst senk rechten Einfallswinkel 26 relativ zu einer Trägersubstratebene 28 auf die Bestückungsseite 20 des Trägersubstrats 12 auftritt. Dies soll unter anderem dazu dienen, dass Verluste durch Total reflexion innerhalb des Trägersubstrats 12 sowie ungünstige Winkel beim Auskoppeln aus der Displayseite 22 des Trägersub strats 12 minimiert werden. Dieser Einfallswinkel 26 sollte möglichst gering sein, auch um ein Übersprechen bzw. Crosstalk zwischen benachbarten Pixelelementen 10 zu minimieren.

In Figur 26 ist ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen anordnung 10 in Form eines Pixelementes mit einem als Schicht auf oder um einoptoelektronisches Bauelement 16 ausgeführten Reflektorelement 18 gezeigt. Diese Ausführungsvariante kann zweckmäßig sein, dass das Reflektorelement 18, beispielsweise als metallische Schicht, direkt auf eine Oberfläche des Bauele ments 16 prozessiert werden kann. Für das Reflektorelement 18 können verschiedene Materialien infrage kommen, beispielsweise metallische Materialien, Metalllegierungen oder -oxide oder an dere geeignete Verbindungen, die mit den zur Verfügung stehenden Herstellungsverfahren aufbringbar sind. Eine ähnliche Ausge staltung ist dadurch gegeben, indem das optoelektronische Bau element direkt aus dem gleichen Material wie das Trägersubstrat gebildet. Zusätzlich zeigt das Reflektorelement eine bestimmte Form und Ausgestaltung. Jedoch können die verschiedenen Aspekte der vorangegangenen Figuren unter anderem auch mit in den Fi guren 25 bis 26 gezeigten und hier offenbarten Ausführungen kombiniert werden, so kann beispielsweise das Reflektorelement 18 durch eine Ausführung der reflektierenden umlaufenden auf gebrachten Schichten ersetzt werden. Das Trägersubstrat ist so mit auf der Deckelektrode aufgebracht.

Zusätzlich ist an den Mesakanten 30 eine Passivierungsschicht 32 zwischen dem Bauelement 16 und der Schicht des Reflektorel ementes 18 vorgesehen. Diese Passivierungsschicht 32 hat licht absorbierende oder zumindest lichtblockierende Eigenschaften, sodass von dem optoelektronischen Bauelement in Richtung der Trägersubstratebene 28 bzw. in Richtung der Mesakanten 30 aus gesendetes Licht 14 abgeschwächt oder absorbiert wird. Dies soll verhindern, dass Licht 14 in Richtung eines benachbarten Ele mentes 10 Übertritt und Crosstalk verursacht. Zusätzlich können die Passivierungsschichten 32 ausgeführt sein, eine Strahlfor mung des ausgesendeten Lichts 14 zu bewirken.

In Figur 27 ist ein erfindungsgemäßes Pixelelement mit licht absorbierenden Beschichtungen 34 auf einer Displayseite 20 und einer Bestückungsseite 22 des Trägersubstrats 12 gezeigt. Die ses Ausführungsbeispiel weist ein kugelförmiges Reflektorele ment 18 auf, dass ein optoelektronisches Bauelement 16 umgibt, das auf der Bestückungsseite 20 des Trägersubstrats 12 angeord net ist. Das Trägersubstrat 12 ist gemäß diesem Aspekt trans parent oder zumindest teiltransparent ausgeführt, sodass sich Licht 14 innerhalb des Trägersubstrats 12 ausbreiten kann.

Um einen Dunkeleindruck und einen Kontrast eines Displays zu verbessern, sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel lichtabsor bierende Schichten 34 vorgesehen, die hier außerhalb des Re flektorelementes 18 am Trägersubstrat 12 auf der Bestückungs seite 20 und/oder auf der Displayseite 22 aufgebracht sind. Zum einen kann dies das Auskoppeln von Licht 14 außerhalb eines gewünschten aktiven Bereiches des Pixelelementes verhindern. Andererseits kann ein vorteilhafter Effekt darin bestehen, dass Licht 14, was sich innerhalb des Trägersubstrats 12 ausbreitet, nicht außerhalb des gewünschten Bereiches auf der Displayseite 22 ausgekoppelt wird, sondern absorbiert oder gedämpft wird. Für einen Betrachter können diese lichtabsorbierenden Schichten 34 als klar inaktiv oder schwarz bzw. dunkel erkannt werden und durch die bessere optische Abgrenzung im Vergleich zu den ak tiven leuchtenden Bereichen verbesserte Kontrasteigenschaften eines Displays erreichen.

Figur 28 veranschaulicht in vereinfachter Weise eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung 10. In seinem grundsätzlichen Aufbau entspricht die Anordnung 10 den bereits in Figur 25 bis Figur 27 dargestellten Beispielen. Hier bei ist auf einem Trägersubstrat 12 ein optoelektronisches Bau element 16 vorgesehen, das von einem Reflektorelement 18 umgeben ist. Durch die Reflexion des Lichts 14 am Reflektorelement 18 breitet sich Licht 14 durch das Trägersubstrat 12 aus und ge langt zu einer Displayseite 22 des Trägersubstrats 12.

Hier ist es wünschenswert, dass ein möglichst großer Anteil des durch das Trägersubstrat 12 gelangte Licht 14 aus dem Trägersub strat 12 über die Displayseite 22 ausgekoppelt wird. Hier kann eine aufgeraute Oberfläche 36 eine verbesserte Auskopplung des Lichts 14 bewirken. Allgemeiner gesagt, weist die Oberfläche der Displayseite 22 eine Strukturierung auf, die zusätzliche zueinander winkelige Mikrostrukturen aufweist, die von der Aus richtung parallel zu einer Trägersubstratebene 28 in ihrem Win kel abweichen und so eine zusätzliche Auskopplung bewirken kön nen .

In Figur 29 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 mit einem Farbfilterelement 38 an der Displayseite des Trägersubstrats 12 sowie lichtabsorbierenden Beschichtungen 34 gezeigt. Diese Aus führung eignet sich zum Beispiel für die Erzeugung eines weißen oder andersfarbigen Lichtes, beispielsweise in einem Leuchtmit tel eines Kraftfahrzeugs.

Während der grundsätzliche Aufbau der Anordnung 10 dem der vor herigen Figuren weitestgehend entspricht, sind hier ebenfalls lichtabsorbierende Schichten 34 vorgesehen, die sowohl auf ei ner Bestückungsseite 20, als auch auf einer Displayseite 22 des Trägersubstrates 12 außerhalb eines Bereiches des Reflektorel ementes 18 vorgesehen sind. Zusätzlich ist hier ein Farbfil terelement 38 vorgesehen, dass an der Displayseite 22 des Trä gersubstrats 12 gegenüber dem Reflektorelement 18 angeordnet ist .

So kann beispielsweise für ein rotes optoelektronisches Bauele ment ein entsprechend rotes Farbfilterelement 38 vorgesehen sein. Analog gilt dies für grüne Farbfilterelemente 38 zusammen mit grünen Bauelementen sowie beispielsweise für blaue Farbfil terelemente 38 zusammen mit blauen LEDs und den jeweils zuge hörigen Emitterchips 16. Als Vorteil können hier eine geringere Reflexivität und ein verbesserter Schwarzeindruck gesehen wer den. Auch hier wirken die lichtabsorbierenden Schichten 34 für unerwünschte Lichtanteile 14, die sich innerhalb des Trägersub strats 12 ausbreiten, absorbierend.

In einer alternativen Ausführung, wieder Bezugnehmend auf Figur 29 kann das Element 38 auch ein Farbkonverterelement sein, um Licht einer ersten Wellenlänge in eine zweite Wellenlänge zu konvertieren. Das von dem optoelektronischen Bauelement 16 ab gestrahlte und vom Reflektorelement 18 reflektierte Licht trifft auf das Konverterelement und wird dort konvertiert. Durch einen Aufbau mit verschiedenen Konverterfarbstoffen können auf diese Weise die Grundfarben oder auch weißes Licht erzeugt werden.

In Figur 31 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Arrays- gezeigt, wobei zwei benachbarte Anordnungen 10 auf dem Trä- gersubstrat plaziert sind. Zwischen diese sind auf den unter schiedlichen Oberflächen des Trägersubstrats je eine lichtab sorbierende Schichten 34 vorgesehen. Dies kann insbesondere zum Minimieren von Crosstalk vorgesehen sein. Je nach Anordnung und Aufbau des Bauelements 16 ergibt sich zwischen der den Bauele menten 16 und dem umgebenden Reflektorelement 18 ein Zwischen raum, der als Apertur bzw. Aperturkante wirken kann. Dies kann bedeuten, dass Licht 14 unter einem kleinen Winkel relativ zur Trägersubstartebene 28 durch diese Apertur austritt und schräg durch das Trägersubstrat 12 in Richtung des benachbarten Pi xelelementes 10 gelangen kann.

Um dieses Übersprechen oder Crosstalk zu verhindern, sind zwi schen den beiden Anordnungen 10 bzw. zwischen den beiden be nachbarten Reflektorelementen 18 lichtabsorbierende Schichten 34 vorgesehen. Diese können an einer Bestückungsseite 20 des Trägersubstrats 12, aber auch an einer Displayseite 22 des Trä gersubstrats 12 angeordnet sein. Diese lichtabsorbierenden Schichten 34 dämpfen oder eliminieren die dann unerwünschten Lichtanteile 14 und können auf diese Weise einen Kontrast eines Displays verbessern.

In Figur 32 wird Bezug auf den Aspekt der Ansteuerelektronik 24 einer erfindungsgemäßen Anordnung in Form eines Pixelelementes 10 genommen. Diese wird als Teil eines Trägersubstrats ausge führt, wobei beispielsweise Transistorstrukturen als Teil des Trägersubstrats sind. In einem Beispiels ist als Trägersubstrat das Substrat 12 vorgesehen . Wird eine Ansteuerelektronik 24 auf Basis von IGZO ausgeführt, ist es auch gemäß einem Beispiel denkbar, dass die Ansteuerelektronik 24 innerhalb eines Innen bereiches eines Reflektorelementes 18 angeordnet werden kann (hier nicht gezeigt). Diese Möglichkeit basiert insbesondere auf der zumindest teilweisen Lichtdurchlässigkeit des IGZO-Ma- terials. Gemäß einem weiteren Beispiel wird als Basis für die Ansteuerelektronik 24 und als Material für das Trägersubstrat 12 LTPS verwendet. LTPS steht für Low Temperature Poly Silicon und kann bessere elektrische Eigenschaften als IGZO bei aller dings eher lichtabsorbierenden Eigenschaften aufweisen.

Für das Material des Substrats 12 kommen verschiedene Materia lien infrage, wie beispielsweise amorphes Silizium, aber auch IGZO oder LTPS. IGZO steht für Indium Gallium Zink Oxide und hat für Licht teiltransparente Eigenschaften und ist in der Herstellung vergleichsweise kostengünstig.

LTPS kann sowohl für p-Transistoren als auch für n-Transistoren eingesetzt werden, wohingegen IGZO nur für p-Transistoren ge eignet ist. Eine Anordnung der Ansteuerelektronik 24, basierend auf LTPS, ist hier folglich außerhalb eines Reflektorelementes 18 vorzusehen. Eine weitere Alternative kann in der Verwendung von sogenannten ICs gesehen werden. Diese werden häufig zusammen mit siliziumbasierten Substraten verwendet und haben in der Regel lichtabsorbierende Eigenschaften.

Jedoch kann auch die Reflektorstruktur Teil eines (hier nicht dargestellten Substrats sein, so dass dieses dann die Ansteue relemente enthält. In diesem Zusammenhang wäre dann das Bauele ment 16 in einer Kavität eingebettet, deren Seitenwände das Reflektorelements 18 bilden.

Eine Anordnung der Ansteuerelemente würde gemäß einem Beispiel außerhalb eines Bereiches eines Reflektorelementes 18 oberhalb des Reflektors 18 oder zumindest außerhalb und vom Substrat 12 aus gesehen auf oder oberhalb der Seite 20 erfolgen. Eine Kon taktierung des Emitterchips 16 kann beispielsweise über ein metallisches Kontaktpad am Trägersubstrat 12 oder auch trans parentes ITO (Indiumzinnoxid) erreicht werden.

Figur 33 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 10 mit einer Teilbeschichtung einer Diffusorschicht 40 am Reflektorelement 18. Die Besonderheit der in diesem Ausführungsbeispiel darge stellten Anordnung 10 kann in einer speziellen Ausführung des Reflektorelementes 18 gesehen werden. Hierbei ist an den seit lichen Innenflächen des Reflektorelementes 18 (hier speziell der Bereich 18B) eine Diffusorschicht 40 vorgesehen. Diese Dif fusorschicht 40 soll eine verstärkte Ablenkung des ausgesende ten Lichts 14 und eine vorteilhaftere Ablenkung des Lichts 14 in Richtung des Trägersubstrats 12 bewirken. Hierbei kann es vorteilhaft sein, einen vertikal direkt über dem Emitterchip liegenden Bereich 18A des Reflektors mit einer dünneren oder ganz fehlenden Diffusorschicht 40 zu versehen.

Insbesondere kann diese Diffusorschicht 40 in diesem Bereich 18A plan oder eben ausgeführt sein, um eine möglichst direkte Rückreflexion von quer zur Trägersubstratebene 28 ausgesendeten Lichts in etwa senkrecht in Richtung der Bestückungsseite 20 des Trägersubstrats 12 zu fokussieren. Hierbei kann bereits eine relativ dünne Diffusorschicht 40 ausreichend sein, da opto elektronische Bauelemente durch ihre Eigenschaften und ihren Aufbau im Vergleich zu bisherigen LED-Technologien näher an eine lambertschen Abstrahlcharakteristik herankommen. Materialien, die hierfür verwendet werden können, sind beispielsweise A1203 oder Ti02.

Figur 34 zeigt eine weitere Ausführung in Form einer Pixelzelle im Querschnitt und in Draufsicht. Die Pixelzelle umfasst drei einzelne optoelektronische Bauelemente 16r, 16g und 16b. Diese sind ausgeführt, im Betrieb die jeweiligen Grundfarben rot, grün und blau zu emittieren. In diesem Ausführungsbeispiel sind die drei optoelektronischen Bauelemente in den Ecken eines recht winkligen Dreiecks angeordnet. Es sind aber auch andere Anord nung, beispielsweise in einer Reihe möglich. Jedes Bauelement ist als vertikale LED ausgebildet, d.h. ein gemeinsamer Kontakt befindet sich auf der dem Trägersubstrat abgewandten Seite der LEDs. Die optoelektronischen Bauelemente sind individuell an steuerbar und können beispielsweise in einigen Ausführungen wie in den Figuren 49 bis 54 gefertigt werden. Ebenso sind andere Ausgestaltungen z.B. als einzelne Display- oder Leuchtmittel- module mit oder ohne Redundanz denkbar. In der rechten Darstel lung ist dazu ein gemeinsamer transparenter Deckkontakt 17 vor gesehen, der die optoelektronische Bauelemente entweder voll ständig oder doch zumindest teilweise überdeckt und so elektrisch kontaktiert. Die Seitenwände der optoelektronischen Bauelementse sind isoliert und stehen nicht mit der Deckelekt rode 17 in Verbindung. Zusätzlich ist ein Reflektorelement 18 vorgesehen, dass jede der drei optoelektronische Bauelemente umgibt und so ein gesamtes Pixel bildet.

Licht, welches somit in Richtung des Reflektorelement abge strahlt wird, wird durch das Trägersubstrat reflektiert und trifft dort auf eine photonische Struktur 19, die zum Teil in dem Trägersubstrat eingebracht ist. Die photonische Struktur 19 ist so ausgeführt, dass sie das abgestrahlte Licht erneut rich tet und als kollimiertes Lichtbündel abstrahlt. Neben der hier dargestellten Struktur 19 kann auch eine Linse auf diesem Be reich der Trägerstruktur aufgebracht werden.

Die photonische Struktur kann je nach Anwendungsfall auch weg gelassen werden. Bei Automotiveanwendungen kann eher eine Lam- pertsche Abstrahlcharakteristik gewünscht sein, dann wird diese weggelassen. Im Bereich Augmented Reality ist eventuell eher eine starke Direktionalität gewünscht, welche durch die zusätz liche photonische Struktur erreicht wird. Neben der photonischen Struktur kann auch noch zusätzlich mit der Struktur oder auch alternativ ein Konvertermaterial vorgesehen sein. Im Bereich Automotive sind so gerichtete Lichtanwendungen mit weißem oder andersfarbigem Licht möglich.

Abschließend ist in Figur 35 ein Verfahren 100 zur Herstellung einer Anordnung 10 gezeigt. Hierbei erfolgt zunächst ein Befes tigen 110 einer oder mehrerer optoelektronische Bauelemente an einer Bestückungsseite eines flächigen Trägersubstrates. Der Befestigung geht ein entsprechender Transfer voraus . Ausführun gen hierzu sind in dieser Anmeldung offenbart. Danach folgt im Schritt 120 ein Erzeugen eines Reflektorele ments, beispielsweise als reflektierende Schicht des Bauele ments. Gemäß einem Beispiel erfolgt vor dem Schritt 110 ein Bearbeiten einer Displayseite 22 des Trägersubstrates 12 zum Erzeugen einer Aufrauhung 36 bzw. rauen Mikrostrukturierung der Oberfläche der Displayseite 22.

Im Folgenden werden verschiedene Vorrichtungen und Anordnungen sowie Verfahren zur Herstellung, Prozessieren und Betreiben als Gegenstände nochmals beispielhaft aufgeführt. Die folgenden Ge genstände präsentieren verschiedene Aspekte und Ausführungen der vorgeschlagenen Prinzipien und Konzepte, die auf verschie dene Weisen kombiniert werden können. Derartige Kombinationen sind nicht auf die im Folgenden angegebenen beschränkt:

1. Verfahren zur Herstellung mindestens einer optoelektroni schen Anordnung, mit den folgenden Schritten

- Erstellen eines ersten Kontaktbereichs und eines zweiten Kon- taktbereichs an einer Oberfläche eines Substrats 1;

Bereitstellen eines vertikalen optoelektronischen Bauele ments, dessen erster Kontakt an den ersten Kontaktbereich an geschlossen wird;

- Erzeugen einer das optoelektronische Bauelement in einem Ab- stand umlaufenden Reflektorstruktur auf dem Substrat;

- Erzeugen einer ersten Metallspiegelschicht derart, dass die erste Metallspiegelschicht eine an einem zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements angebrachte Kontaktschicht mit dem zweiten Kontaktbereich elektrisch verbindet;

- Erzeugen einer dem optoelektronischen Bauelement zugewandten zweiten Metallspiegelschicht an der umlaufenden Reflektorstruk tur .

2. Verfahren nach Gegenstand 1, weiter umfassend ein

- Aufbringen einer Planarisierungsschicht zum Ausbilden der Re flektorstruktur, - optionales Entfernen der Planarisierungsschicht über dem zwei ten Kontaktbereich, so dass dieser für die erste Metallspiegel schicht offen zugänglich verbleibt.

3. Verfahren nach Gegenstand 2, umfassend

- Strukturieren der Planarisierungsschicht zum Ausbilden der Reflektorstruktur, die das optoelektronische Bauelement mecha nisch kontaktierend einfasst;

- Aufbringen der elektrisch verbindenden ersten Metallspiegel schicht zusätzlich an der Reflektorstruktur insbesondere elektrisch leitend zu der zweiten Metallspiegelschicht.

4. Verfahren nach Gegenstand 3, bei der

die Einfassung den lichtemittierenden Körper mit einem Abstand, insbesondere größer als das zweifache der Kantenlänge des opto elektronischen Bauelements umrahmt.

5. Verfahren nach Gegenstand 3, umfassend

- Aufbringen der zweiten Metallspiegelschicht an der dem Sub strat abgewandten Hauptoberfläche der Reflektorstruktur.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände,

gekennzeichnet durch

- Aufbringen der zweiten Metallspiegelschicht an Flanken der ReflektorStruktur .

7. Verfahren nach Gegenstand 6, bei dem eine Lichtauskopplung durch einen Neigungswinkel der Flanken der Reflektorstruktur eingestellt wird.

8. Verfahren nach Gegenstand 7, umfassend ein

- Erzeugen der Flanken der Reflektorstruktur derart, dass der Umfang der Reflektorstruktur mit zunehmenden Abstand vom Sub strat zunimmt; oder - Erzeugen der Flanken der Reflektorstruktur derart, dass der Umfang der Reflektorstruktur mit zunehmenden Abstand vom Sub strat abnimmt.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter um fassend

Anbringen einer schwarzen Schicht, insbesondere Verguss schicht, an das Substrat, zwischen Flanken von Reflektorstruk turen, insbesondere bis zur Höhe der Flanken.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend :

- Aufbringen und optionales Strukturieren einer Beschichtung zur Versiegelung, Verkapselung und/oder optischen Auskopplung an das Substrat oder an die schwarze Schicht, insbesondere bis zu einer Höhe über der ersten Metallspiegelschicht.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem die Schichten mitten mittels Fotolithographie strukturiert wer den .

12. Optoelektronische Anordnung umfassend:

- ein Substrat mit einem ersten und einem zweiten Kontaktbe reich;

- mindestens ein vertikales optoelektronisches Bauelement, wo bei ein erster Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bau elements an einer Seite eines Substrats mit dem ersten Kontakt bereich verbunden ist; und ein dem Substrat abgewandter erster Kontakt vertikalen optoelektronischen Bauelement an den zweiten Kontaktbereich mittels einer transparenten Kontaktschicht und einer ersten Metallspiegelschicht angeschlossen ist;

- eine Reflektorstruktur, die das vertikale optoelektronische Bauelement umgibt, wobei eine zweite Metallspiegelschicht an der Reflektorstruktur angebracht ist. 13. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 12, wobei die Reflektorstruktur das vertikale optoelektronische Bauelement mechanisch kontaktierend entlang der X-Y-Ebene einfasst, und insbesondere die erste Metallspiegelschicht zu der zweiten Me tallspiegelschicht elektrisch leitend ist.

14. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Einfassung, die das vertikale opto elektronische Bauelement mechanisch kontaktierend einfasst, und die Reflektorstruktur die Einfassung mit einem Abstand, insbe sondere zwischen dem 1 bis 10-fachen, insbesondere größer als dem dreifachem der Kantenlänge des vertikalen optoelektroni schen Bauelements umrahmt, wobei die erste Metallspiegelschicht und die Kontaktschicht zusätzlich an der Einfassung angebracht sind .

15 Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem jeweils drei optoelektronische Bauelemente je ein Subpixel eines Pixels bilden.

16. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem die transparente Kontaktschicht eine trans parente Deckelektrode ist, welche sich über das vertikale opto elektronische Bauelement bis zu einer Oberseite der Reflek torstruktur erstreckt.

17. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, weiter umfassend ein Konvertermaterial, dass zumin dest teilweise über dem vertikalen optoelektronischen Bauele ment angeordnet ist .

18. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, weiter umfassend eine lichtformende Struktur, ins besondere eine Mikrolinse oder eine photonische Struktur mit ersten und zweiten Bereiche unterschiedlichen Brechungsindex, welches - auf der transparenten Kontaktschicht aufgebracht ist; oder

- zwischen der transparenten Kontaktschicht und dem optoelekt ronischen Bauelement angeordnet ist; oder

- einer der ersten und zweiten Bereiche sich zumindest teilweise in das Halbleitermaterial des vertikalen optoelektronischen Bauelements erstreckt oder durch diesen gebildet wird oder durch das Konvertermaterial gebildet wird.

19. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem durch die umlaufende Reflektorstruktur eine Kavität gebildet ist, in der das vertikale optoelektronische Bauelement angeordnet ist und ein verbleibender Raum in der Kavität mit einem Konvertermaterial, insbesondere aus Quan- tendots gefüllt ist.

20. Optoelektronische Anordnung, bei der eine Fläche zwischen der umlaufenden Reflektorstruktur und dem vertikalen opto elektronischen Bauelement mit einer reflektierenden Schicht wenigstens teilweise bedeckt ist.

21. Optoelektronische Anordnung bei der das optoelektronische Bauelement eine geringere Höhe als die umlaufende Struktur aufweist .

22. Vorrichtung mit einer Vielzahl optoelektronischer Anordnun gen nach einem der vorherigen Gegenstände oder die nach einem der genannten Verfahren hergestellt wurden und zu Pixeln zusam mengefasst in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei eine Vielzahl von Pixeln jeweils von der Reflektorstruktur umgeben ist, deren Seitenwände abgeschrägt und mit einer Metallspiegel schicht versehen ist. 23. Pixel mit einer optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Gegenstände mit drei vertikal ausgestalteten opto elektronischen Bauelementen, die auf einem Trägersubstrat an geordnet von einer Reflektorstruktur umgeben sind.

24. Verwendung einer optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Gegenstände in einer Videowall oder einem Leuchtmit tel, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

25. Optoelektronische Anordnung mit einem Substrat und wenigs tens einem an einer Seite des Substrats fixierten optoelektro nischen Bauelements,

- das an einer dem Substrat zugewandten Seite einen ersten elektrischen Kontakt aufweist

- das an einer dem Substrat abgewandten Seite einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist, der mittels einer Verspiegelung an einen elektrischen Steuerungskontakt auf der Oberfläche des Substrats elektrisch angeschlossen ist, und

- wobei die Verspiegelung die dem wenigstens einem Bauelement zugewandte Substratoberfläche zumindest teilweise bedeckt.

26. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 25, weiter um fassend

eine transparente Deckelektrode die sich über dem zweiten elektrischen Kontakt erstreckt und diesen mit der Verspiegelung verbindet, wobei die Verspiegelung zumindest teilweise unter halb der Deckelektrode von dieser beabstandet angeordnet ist.

27. Optoelektronische Anordnung nach einem der Gegenstände 25 und 26, bei der der Steuerungskontakt nicht unterhalb der De ckelektrode angeordnet ist, und die Verspiegelung zumindest eine einem Bereich nicht unterhalb der Deckelektrode verläuft.

28. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei der die Verspiegelung einen Metallspiegel auf weist, insbesondere umfassend wenigstens eines der folgenden Metalle aufweist: Al, Ag, AgPdCu, Nd, Nb, La, Au, Cu, Pd, Pt, Mg, Mo, Cr, Ni, Os, Sn, Zn und Kombinationen der vorstehenden.

29. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei

die Deckelektrode eine elektrisch leitfähige Oxidschicht, ins besondere ein Material aus IGZO, Metalloxide, Zinkoxid, Zinno xid, Cadmiumoxid, Indium dotiertes Zinnoxid (ITO), Aluminium dotiertes (AZO) , Zn2SnÜ4, CdSnÜ₃, ZnSnÜ₃, In4Sn30i2 oder Mischun gen unterschiedlicher transparenter leitender Oxide aufweist.

30. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Substrat eine das wenigstens eine opto elektronische Bauelement zumindest teilweise umlaufende Umran dung aufweist, auf deren Oberseite die Verspiegelung angeordnet ist, die dort mit der Deckelektrodenfläche elektrisch in Ver bindung steht.

31. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei der das Substrat eine Kavität aufweist, in der das wenigstens eine optoelektronische Bauelement angeordnet ist, wobei die Kavität eine tiefe aufweist, die im Wesentlichen eine Höhe des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements entspricht .

32 Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem um das wenigstens eine optoelektronische Bau element herum eine, isolierende planare Isolationsschicht vor gesehen ist, deren Höhe im Wesentlichen kleiner oder gleich einer Höhe des optoelektronischen Bauelements ist.

33. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem die isolierende planare Isolationsschicht, zumindest teilweise zwischen der Deckelektrodenschicht und der Verspiegelungsschicht, insbesondere oberhalb des Substrats zwi schen optoelektronischen Bauelement und umlaufender Umrandung verläuft .

34. Optoelektronische Anordnung nach einem der Gegenstände 239 bis 252, bei dem Verspiegelung zumindest teilweise auf einer dem optoelektronischen Bauelement zugewandten Seitenfläche der Umrandung verläuft, und die Seitenfläche insbesondere in einem abgeschrägten Winkel zur Oberfläche des Substrates verläuft.

35. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei der direkte elektrische Kontakt der Deckelekt rode mit der Verspiegelung mittels einer Durchkontaktierung o- der eines Via des Verspiegelungsmaterials durch die Isolations schicht hindurch geschaffen ist.

36. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei die Isolationsschicht beabstandet von dem opto elektronischen Bauelement in zumindest einem Bereich abge schrägt ist und die Deckelektrode dort sich in Richtung der Verspiegelung erstreckt.

37. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 36, bei dem die Flanken des abgeschrägten Bereichs einen flachen Steigungswin kel aufweisen.

38. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem der erste Kontakt des optoelektronischen Bauelements direkt mit einem Kontakt auf einer Oberfläche des Substrats verbunden ist.

39. Pixel mit einer optoelektronischen Anordnung nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem jeweils ein rotes, ein grünes und ein blaues Licht bereitstellende optoelektronisches Bauele ment auf dem Substrat fixiert ist, deren zweite elektrischen Kontakte über eine transparente leitende Deckelektrode mit der leitenden Verspiegelungsschicht verbunden ist. 40. Pixel nach Gegenstand 39, bei dem die optoelektronischen Bauelemente von einer gemeinsamen Umrandung umgeben oder in einer gemeinsamen Kavität angeordnet sind.

41. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem Berei che auf dem Substrat zwischen den optoelektronischen Bauelemen ten mit einer reflektierenden Schicht, insbesondere der Ver spiegelungsschicht zumindest teilweise bedeckt sind.

42. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem die optoelektronischen Bauelemente in ein transparentes und nicht- leitendes Material eingebettet sind.

43. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem das Substrat Zuleitungen aufweist, die ausgestaltet sind, jedes der optoelektronischen Bauelemente individuell und einzeln anzu steuern .

44. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem das Substrat TFT-Strukturen und elektrische Zuleitungen für eine individuelle Stromversorgung eines jeden optoelektronischen Bauelements aufweist.

45. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfas send eine lichtformende strukturierte Schicht auf oder in der transparenten Deckelektrode, die ein linsenförmiges Elemente, einen photonischen Kristall oder eine Quasikristallstruktur aufweist und ausgeführt ist, Licht, welches parallel zu einer Oberfläche des Substrat abstrahlt, zu unterdrücken oder redu zieren .

46. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem die transparente Deckelektrode strukturiert ist, um insbesondere Licht zu kollimieren und gerichtet von der Substratoberfläche weg abzustrahlen, oder Licht auszukoppeln. 47. Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem zumin dest über einem der optoelektronischen Bauelemente und/oder um diesen herum ein Konvertermaterial zur Lichtkonvertierung an geordnet ist, wobei das Konvertermaterial insbesondere durch eine isolierende Schicht von der transparenten Deckelektrode elektrisch isoliert sein kann.

48. Display oder Displaymodul mit einer Vielzahl von Pixel nach einem der vorherigen Gegenstände, die in Reihen und Spalten einzeln ansteuerbar angeordnet sind, wobei insbesondere Pixel, welche in einer Reihe angeordnet sind, eine gemeinsame Deckel schicht und einen gemeinsamen elektrischen Steuerungskontakt aufweisen .

49. Display oder Displaymodul nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem die Pixel durch eine auf dem Substrat angeord nete Erhebung voneinander getrennt sind.

50. Display oder Displaymodul nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem das Substrat eine Vielzahl von miteinander ge trennten Kavitäten aufweist, wobei jeweils eines der Vielzahl von Pixel in einer der Kavitäten angeordnet ist.

51. Display oder Displaymodul nach dem vorherigen Gegenstand, bei dem zumindest in einigen Kavitäten ein Konvertermaterial zur Lichtkonvertierung, insbesondere mit Quantendots einge bracht ist.

52. Display oder Displaymodul nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem

Seitenwände der Erhebung oder die Seitenwände zwischen den Ka vitäten eine reflektierende Schicht, insbesondere die Verspie gelungsschicht aufweisen.

53. Display oder Displaymodul nach einem der vorherigen Gegen stände, bei dem das Substrat leitende Strukturen, insbesondere nach einem der vorherigen oder nachfolgenden Gegenstände auf weist, die ausgeführt sind, die Pixel einzeln zu adressieren und anzusteuern.

54. Leuchtmittel, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von optoelektronischen Anordnungen oder Pixeln nach einem der vorherigen Gegenstände.

55. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Anord nung, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen eines Substrats mit einer Anzahl von Kontakten auf der Oberfläche;

- Befestigen zumindest eines, insbesondere vertikalen, opto elektronischen Bauelements an einem der Kontakte, wobei das optoelektronische Bauelement einen weiteren Kontakt auf seiner der Substratoberfläche abgewandten Seite aufweist;

- Bereitstellen einer Verspiegelungsschicht auf der Substrat oberfläche, die elektrisch mit einem elektrischen Steuerungs kontakt auf der Oberfläche des Substrats in Verbindung steht und die Oberfläche wenigstens teilweise bedeckt;

Ausbilden einer transparenten Deckelektrode auf dem weiteren Kontakt, welche die Verspiegelungsschicht elektrisch kontak tiert .

56. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, bei dem das Substrat eine Erhebung aufweist, welches das zumindest einen optoelektronische Bauelement zumindest teilweise umgibt.

57. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, wobei die Verspiegelungsschicht zumindest teilweise auf, insbesondere dem zumindest einen optoelektronischen Bauelement zugewandten Sei tenwänden der Erhebung oder der Kavität aufgebracht wird.

58 Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter um fassend : - Aufbringen einer transparenten isolierenden Schicht auf der Substratoberfläche und umgebend das zumindest eine optoelekt ronische Bauelement; wobei die Deckelektrode auf der transpa renten isolierenden Schicht aufgebracht wird.

59. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend wenigstens einen der folgenden Schritte:

- Ausbilden eines überlappenden Kontakts der Deckelektrodenflä che und einer Verspiegelungsfläche im Bereich der Erhebung oder an dem des zumindest einen optoelektronischen Bauelements ab gewandten Ende der Kavität; oder

- Ausbilden einer Durchkontaktierung durch transparenten iso lierenden Schicht, und Auffüllen der Durchkontaktierung, so dass die Deckelektrode hierüber die Verspiegelungsschicht kontak tiert; oder

- Aufbringen einer leitenden Verbindung auf abgeschrägten Sei ten der transparenten isolierenden Schicht, welche die trans parente Deckelektrode mit der Verspiegelungsschicht kontak tiert .

60. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend :

- Verspiegeln eines Teils der Substratoberfläche zwischen den optoelektronischen Bauelementen, insbesondere Aufbringen der Verspiegelungsschicht Substratoberfläche zwischen den opto elektronischen Bauelementen.

61. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend :

- Ausbilden einer strukturierten Schicht auf der transparenten Deckelektrode, die eine photonische Kristall oder Quasikris tallstruktur aufweisen und ausgeführt sind, Licht, welches pa rallel zu einer Oberfläche des Substrat abstrahlt, zu unterdrü cken oder reduzieren. 62. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend :

- Strukturieren der transparenten Deckelektrode, um insbeson dere Licht zu kollimieren und gerichtet von der Substratober- fläche weg abzustrahlen, oder Licht auszukoppeln.

63. Verfahren nach einem der vorherigen Gegenstände, weiter umfassend :

- Aufbringen eines Konvertermaterial zur Lichtkonvertierung über zumindest einem optoelektronischen Bauelement, wobei das

Konvertermaterial insbesondere durch eine isolierende Schicht von der transparenten Deckelektrode elektrisch isoliert wird.

64. Optoelektronisches Bauelement, umfassend:

- einen Schichtenstapel aus einer p-dotierten Schicht;

- einer n-dotierten Schicht;

- einem zwischen der p-dotierten und n-dotierten Schicht ange ordneten aktiven Bereich;

wobei der Schichtenstapel sich über eine Hauptoberfläche erhebt und der aktive Bereich oberhalb einer Mitte, von der Hauptober fläche aus gesehen, des Schichtenstapels angeordnet ist, wobei der Schichtenstapel einen sich von der Hauptoberfläche aus re duzierenden Durchmesser aufweist;

eine reflektierende Schicht über einer Oberfläche des Schich tenstapels .

65. Optoelektronisches Bauelement nach Gegenstand 64,

bei dem der Schichtenstapel die Form einer Halbkugel oder eines Paraboloids oder eines Ellipsoids aufweist.

66. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem Bereiche der aktiven Schicht, welche der reflektierenden Schicht benachbart sind, eine erhöhte Bandlücke aufweisen. 67. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem Bereiche der aktiven Schicht, welche der reflektierenden Schicht benachbart sind, ein Quantenwellinter- mixing aufweisen.

68. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ge genstände, bei dem die reflektierende Schicht ein Dielektrikum zwischen dem aktiven Bereich und der dem Oberflächenbereich benachbarten Schicht des Schichtenstapels aufweist.

69. Optoelektronische Anordnung, aufweisend

- ein flächiges Trägersubstrat; und

- wenigstens ein optoelektronisches Bauelement, insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche welches an einer Bestü ckungsseite des Trägersubstrats angeordnet ist;

wobei das optoelektronische Bauelement ausgeführt ist, Licht quer zu einer Trägersubstratebene in eine Richtung weg vom Trä gersubstrat auszusenden;

- ein flächiges Reflektorelement;

wobei das Reflektorelement räumlich derart an der Bestückungs seite relativ zu dem wenigstens einen optoelektronischen Bau element angeordnet und ausgeführt ist, um von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement ausgesendetes Licht in Richtung des Trägersubstrats zu reflektieren;

wobei das Trägersubstrat zumindest teilweise transparent aus geführt ist, sodass sich vom Reflektorelement reflektiertes Licht durch das Trägersubstrat ausbreitet und an einer der Be stückungsseite gegenüberliegenden Displayseite des Trägersub strates austritt .

70. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 69, wobei zur Streuung des von dem wenigstens einen optoelektronischen Bau element reflektierten Lichts an der zu dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement gerichteten Seite des Reflekto relements eine Diffusorschicht vorgesehen ist und/oder ein Re flektormaterial Diffusorpartikel aufweist. 71. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 70, wobei die Diffusorschicht und/ oder die Diffusorpartikel AI2O3 und/oder TiÜ2 aufweisen.

72. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Reflektorelement das wenigstens eine opto elektronische Bauelement rund, polygonartig oder parabolisch umgibt .

73. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Reflektorelement einen elektrischen Kon takt des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements bil det .

74. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Reflektorelement derart ausgestaltet und geformt ist, dass mindestens 90% des von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement ausgesendeten Lichts mit einem Winkel zwischen 45 und 90 Grad relativ zur Trägersubstratebene auf die Bestückungsseite des Trägersubstrates auftrifft.

75. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei der das wenigstens eine optoelektronischen Bau element drei Bauelemente umfasst, die von dem Reflektorelement umgeben sind.

76. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 63, bei dem die wenigstens drei Bauelemente auf der dem Reflektorelement zuge wandten Seite ein Kontaktbereich aufweisen, der mit einer trans parenten Deckschicht zum gemeinsamen elektrischen Kontakt be deckt ist.

77. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Trägersubstrat Polyamid, einen transparen ten Kunststoff, Harz oder Glas aufweist. 78. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei das Reflektorelement als reflektierende Schicht des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements ausgebildet ist.

79. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei zusätzlich eine Passivierungsschicht zum Ab schwächen oder Eliminieren von Reflexionen des Lichts an Me- sakanten des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements vorgesehen ist.

80. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei an der Bestückungsseite und/oder der Display seite des Trägersubstrates außerhalb des Reflektorelementes eine lichtabsorbierende Beschichtung vorgesehen ist.

81. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei die Displayseite des Trägersubstrates eine un ebene und/oder aufgeraute Struktur aufweist.

82. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, wobei an der Displayseite des Trägersubstrates ge genüber dem Reflektorelement ein Farbfilterelement angeordnet ist ;

wobei das Farbfilterelement ein primäres Farbspektrum des we nigstens einen optoelektronischen Bauelements passieren lässt und abweichende Farbspektren dämpft.

83. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei der in dem Trägersubstrat eine lichtformende Struktur, insbesondere eine photonische Struktur mit Merkmalen nach einem der nachfolgenden Gegenstände eingebracht ist, wel che erste und zweite Bereiche mit unterschiedlichem Brechungs index eingebracht ist. 84. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, bei der auf der Displayseite des Trägersubstrats eine lichtformende und/oder lichtkonvertierende Struktur angeordnet ist, welche erste und zweite Bereiche aufweist.

85. Optoelektronische Anordnung nach Gegenstand 83 oder 84, wobei erste Bereiche ein Konvertermaterial umfassen.

86. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, umfassend ein Konvertermaterial, welches das wenigs tens eine optoelektronische Bauelement umgibt und den Raum zwi schen optoelektronischen Bauelement und Reflektormaterial aus füllt.

87. Optoelektronische Anordnung nach einem der vorherigen Ge genstände, umfassend ein Konvertermaterial auf der Displayseite des Trägersubstrats .

88. Displayanordnung, insbesondere Videowall, aufweisend eine Vielzahl von optoelektronischen Anordnungen jeweils nach einem der vorherigen Gegenstände .

89. Kraftfahrzeugleuchtmittel mit einer optoelektronische An ordnung nach einem der vorherigen Gegenstände .

89. Verfahren zur Herstellung eines optischen Pixelelementes, aufweisend die Schritte:

- Befestigen wenigstens eines optoelektronischen Bauelements an einer Bestückungsseite eines flächigen Trägersubstrates;

- Erzeugen eines Reflektorelementes;

wobei das Reflektorelement als lichtreflektierende Schicht an dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement gebildet ist, sodass von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauele ment ausgesendetes Licht in Richtung des Trägersubstrats re flektiert wird. Die Beschreibung mit Hilfe der beispielhaften Ausführungsformen schränkt die verschiedenen in den gezeigten Ausführungen nicht auf diese ein. Vielmehr bildet die Offenbarung mehrere Aspekte ab, die untereinander und auch miteinander kombiniert werden können. Aspekte, die sich beispielsweise auf Prozesse beziehen sind somit auch mit Aspekten kombinierbar, bei denen vor allem eine Lichtauskopplung im Vordergrund steht. Dies wird auch durch die verschiedenen oben dargestellten Gegenstände verdeutlicht. Die Erfindung umfasst somit jegliche Merkmale und auch jegliche Kombination von Merkmalen, die insbesondere jegliche Kombina tion von Merkmalen in den Gegenständen und Patentansprüchen einschließt, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination nicht explizit in den beispielhaften Ausführungsformen spezi- fiziert ist.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Optoelektronische Anordnung umfassend:

- eine Oberseite mit einem ersten und einem zweiten Kontaktbe reich;

- ein flächiges und zumindest teilweise transparente Trä gersubstrat,

- mindestens ein dazwischen angeordnetes vertikales optoelekt ronisches Bauelement, welches an einer Seite eines Oberseite mit einem ersten Kontakt mit dem ersten Kontaktbereich verbunden und so an der Oberseite fixiert ist;

welches einen dem flächigen Trägersubstrat zugewandten zweiten elektrischen Kontakt aufweist, der mittels einer transparenten Kontaktschicht und einer ersten Metallspiegelschicht an den ei nen Steuerungskontakt bildenden zweiten Kontaktbereich ange schlossen ist;

- eine Reflektorstruktur, die das vertikale optoelektronische Bauelement umgibt, wobei eine zweite Metallspiegelschicht an der Reflektorstruktur angebracht ist; und die erste Metallspie gelschicht die dem wenigstens einem Bauelement zugewandte Sub stratoberfläche zumindest teilweise bedeckt;

wobei die Reflektorstruktur und die erste und zweite Metall spiegelungsschicht räumlich derart relativ zu dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement angeordnet und ausgeführt ist, um von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement ausgesendetes Licht in Richtung des Trägersubstrats zu reflek tieren, so dass dieses an einer dem Bauelement gegenüberliegen den Seite des Trägersubstrates austritt.

2. Display mit einer optoelektronischen Anordnung oder einer Vielzahl optoelektronischer Bauelemente nach Anspruch 1.