WO2020229558A1 - Lichtemittierendes bauelement und anzeigevorrichtung damit - Google Patents

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WO2020229558A1
WO2020229558A1 PCT/EP2020/063371 EP2020063371W WO2020229558A1 WO 2020229558 A1 WO2020229558 A1 WO 2020229558A1 EP 2020063371 W EP2020063371 W EP 2020063371W WO 2020229558 A1 WO2020229558 A1 WO 2020229558A1
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light
transparent
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conductive layer
semiconductor chip
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PCT/EP2020/063371
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Siegfried Herrmann
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin

Definitions

  • One problem to be solved consists in specifying a light-emitting component which has a particularly compact design. Another object to be achieved is to provide a display device with such a light-emitting device
  • the light-emitting component is provided to emit, in particular, visible light during operation.
  • the visible light can be colored or white light, for example.
  • the light-emitting component can be provided for generating colored and white light.
  • this includes
  • the light-emitting semiconductor chip is, for example, one
  • the luminescence diode chip can be a light emitting diode chip or a laser diode chip.
  • the light-emitting semiconductor chip is provided to emit colored light, for example red, green or blue light, during operation.
  • the light-emitting semiconductor chip can comprise a conversion element, so that the light-emitting semiconductor chip is provided for emitting mixed radiation, for example white light.
  • the light-emitting component comprises a transparent, conductive layer.
  • the transparent conductive layer is
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the transparent, conductive layer can be formed with materials such as ITO or ZnO.
  • Component does not necessarily have to be transparent, but it is possible that the transparent
  • transparent component is clear transparent.
  • this includes
  • connection points The component can be electrically contacted from the outside via the electrical connection points and
  • the electrical connection points can be electrically contactable, for example, via a solder material and / or an electrically conductive adhesive and / or a wire connection.
  • the transparent, conductive layer covers the light-emitting semiconductor chip at least in places. That is, the transparent, conductive layer is arranged, for example, over the light-emitting semiconductor chip and runs partially or completely over the
  • the transparent, conductive layer is then arranged in such a way that at least part of the during operation in
  • Semiconductor chip generated light exits through the transparent, conductive layer from the light-emitting component.
  • the transparent, conductive layer can be any transparent, conductive layer.
  • the transparent, conductive layer completely covers the semiconductor chip, the transparent, conductive layer can be made unstructured and over a large area and is particularly easy to manufacture in this way.
  • the electrical connection points are arranged on a side of the transparent, conductive layer facing away from the light-emitting semiconductor chip. That is, the The transparent, conductive layer is located above the light-emitting semiconductor chip, for example, and the electrical connection points are then located below the light-emitting semiconductor chip. At least one of the electrical connection points is connected in an electrically conductive manner to at least one area of the transparent, conductive layer.
  • the light-emitting component can be a
  • the light is then coupled out of the light-emitting component on the side of the component facing away from the connection points, at least partially through the transparent, conductive layer.
  • the light-emitting component comprises a light-emitting semiconductor chip, a transparent, conductive layer and at least two electrical ones
  • Components such as light-emitting diodes form the imaging elements, and for particularly small RGB (red, green,
  • the light-emitting semiconductor chips have edge lengths of at most 100 gm, in particular of at most 60 gm or of at most 30 gm.
  • the light-emitting component has the electrical connection points, all of which are arranged on a side of the transparent, conductive layer facing away from the light-emitting semiconductor chip,
  • a submount (for example an interposer) is not required for the light-emitting component, as a result of which the costs for the light-emitting component can be greatly reduced. Furthermore, the light-emitting component is characterized by a particularly compact, thin and mechanically flexible one
  • the light-emitting component can also be used in a particularly variable manner.
  • the light-emitting component comprises a transparent carrier which completely covers the transparent, conductive layer, the light-emitting semiconductor chip and the electrical connection points.
  • the transparent carrier is a mechanically supportive one
  • the transparent carrier increases the mechanical stability of the light-emitting component compared to a
  • the transparent carrier can for example be formed by a glass plate. Alternatively or additionally, it is possible for the transparent carrier to comprise a plastic material or to be formed from such a material. For example, the transparent carrier can be formed by a plastic film. It is also possible that the transparent carrier by a laminate of at least one plastic film and one
  • the transparent carrier is distinguished, for example, by a particularly small thickness.
  • the thickness is formed in a direction perpendicular to the main direction of extent of the transparent carrier.
  • the thickness is between at least 0.2 gm and at most 40 gm,
  • the component can have a total thickness of, for example, not more than 50 ⁇ m, in particular not more than 35 ⁇ m.
  • the edge length of the light-emitting component is, for example, at most 180 ⁇ m. The edge length of the
  • the edge length of the transparent carrier which in this case includes all components of the component
  • Coupled means that no component of the light-emitting component protrudes laterally beyond the carrier.
  • at least some of the electrical connection points can be flush with the side of the carrier or the carrier protrudes laterally over the
  • the carrier On its side facing and / or facing away from the semiconductor chip, the carrier can have optical elements which are formed in the carrier or are applied to it.
  • the optical elements can be coupling-out structures which facilitate light exit from the light-emitting component by the
  • Exit surface is lowered. It is also possible, for example, for at least one trench to be made in the carrier on its side facing and / or facing away from the semiconductor chip, which trench laterally supports the semiconductor chip
  • the trench can be filled with a light-absorbing or light-reflecting material, or the carrier is coated with such a material at the interface with the trench. In this way, the beam path of the light can be limited or shaped.
  • the trench can be produced in the carrier, for example, by etching, punching or stamping.
  • the light-emitting semiconductor chip is completely surrounded by a chip encapsulation body in lateral directions.
  • the chip packaging body is formed with an electrically insulating material.
  • the chip enclosure body can be used for the light emitting
  • Radiation can be designed to be reflective and / or transparent.
  • the chip encapsulation body surrounds the light-emitting semiconductor chip on all side surfaces of the
  • the chip enclosure body with one of the
  • the chip packaging body protects the light-emitting semiconductor chip from
  • the chip encapsulation body enlarges an area which is used for applying the electrical connection points of the
  • the chip packaging body forms, for example, a frame around the light-emitting semiconductor chip.
  • Cross-sectional area of the composite of chip encapsulation body and light-emitting semiconductor chip in a plane parallel to the main extension plane of the component is, for example, at most four times, in particular at most three times as large as the cross-sectional area of the semiconductor chip in the same
  • the chip encapsulation body increases the cross-sectional area and thus the contact area for the electrical connection points of the light-emitting device
  • the chip encapsulation body does not cover the entire carrier on its underside. If there are several semiconductor chips in the component, they are the
  • Chip packaging body associated with semiconductor chips
  • the chip encapsulation body can be formed with a plastic material such as parylene, epoxy resin and / or silicone.
  • the chip encapsulation body prefferably be formed with electrically insulating materials such as silicon oxide and / or silicon nitride.
  • the light-emitting semiconductor chip can in particular between one of the at least two electrical Connection points and the transparent, conductive layer be arranged, this electrical connection point covering an underside of the chip encapsulation body facing away from the transparent, conductive layer.
  • connection point can then be connected to the light-emitting semiconductor chip in an electrically conductive manner and via a contact point of the light-emitting semiconductor chip
  • the chip encapsulation body then serves, among other things, the area which for the electrical
  • Connection point parallel to a main extension plane of the light-emitting component is available to enlarge. In this way, for example, heat generated in the semiconductor chip during operation can be dissipated particularly efficiently through the electrical connection point.
  • the electrical connection point then has a larger one
  • the light-emitting semiconductor chip is electrically conductive in lateral directions
  • the electrically conductive lead frame is
  • the electrically conductive lead frame can be applied to the transparent, conductive layer as a thin layer on the side facing the semiconductor chip.
  • the transparent, conductive layer has, for example, a relatively low transverse conductivity. By means of the lead frame, the transverse conductivity can overall
  • Semiconductor chip can be connected with a particularly low electrical resistance.
  • the light-emitting component comprises a conductive body, which is different from the transparent, conductive
  • the conductive body is, for example, a metal body or a body which is formed with a doped semiconductor material. It is also possible that the electrically conductive body is a solder ball (English:
  • one of the at least two electrical connection points covers the conductive body on its facing away from the transparent, conductive layer
  • Underside in places or the underside of the conductive body forms one of the at least two electrical ones
  • the electrically conductive body can then be electrically conductive to the light-emitting semiconductor chip of the via the transparent, conductive layer
  • the light-emitting component can then take place, for example, via the electrical connection point, which is directly connected to the light-emitting semiconductor chip, and via the electrical connection point, which is formed on or by the electrically conductive body.
  • the electrically conductive lead frame is electrically conductive to the conductive body via a conductive path connected, the conductor track being in direct mechanical and electrical contact with the transparent, conductive layer.
  • the conduction path can with the same
  • Material like the lead frame can be formed.
  • the conductor track extends, for example, from the conductive body along the transparent, conductive layer to the lead frame.
  • the conductor track serves to increase the transverse conductivity of the composite made up of the transparent, conductive layer and the conductor track. In this way, the light-emitting semiconductor chip can be electrically conductive to the with a particularly low electrical resistance
  • the light-emitting component comprises an active component, the transparent, conductive layer covering the active component at least in places and the active component being electrically conductively connected to the light-emitting semiconductor chip.
  • a connection between the active component and the light-emitting semiconductor chip can be connected via the transparent, conductive layer and / or a conduction path that is in direct mechanical and electrical contact with the transparent, conductive layer.
  • the active component can be a component that is provided for controlling the light-emitting semiconductor component.
  • the active component can comprise a thin film transistor or by a
  • the active component is arranged, for example, between the light-emitting semiconductor chip and the conductive body.
  • the active component is preferably that thin
  • An active control element is integrated with the active component in the light-emitting component. Includes that
  • the active component is particularly good at protecting against external mechanical and chemical influences via the transparent, conductive layer and, if appropriate, the transparent carrier
  • the active component does not protrude beyond the electrical connection points on the underside, a particularly compact, thin light-emitting component is specified.
  • this includes
  • the light-emitting component has an encapsulation body that contains the light-emitting semiconductor chip, the transparent, conductive layer and, if present, the transparent carrier
  • the enveloping body extends, for example, on the underside of the transparent, conductive layer facing away from the light-emitting semiconductor chip, over the entire surface of the light-emitting component.
  • the envelope body can then, if a transparent one
  • Carrier is present, with this on its side surfaces close flush or protrude and cover the side surfaces of the transparent carrier.
  • the transparent, conductive layer facing away from the semiconductor chip however, the light-emitting component is free of the
  • the envelope body can be transparent, radiation-absorbing or radiation-reflecting.
  • the encasing body is made black and thus increases a contrast of the light-emitting semiconductor chip
  • the sheath body is formed with an electrically insulating material. That is to say, the enveloping body comprises at least one electrically insulating matrix material, in which, for example, particles of other materials that are used to adjust the optical properties of the
  • the covering body can contain parylene or consist of parylene. It is also possible to use other inorganic materials, such as silicone and / or epoxy resin, for forming the sheath body.
  • the enveloping body can also be applied over the entire surface of the light-emitting semiconductor chips, for example, and subsequently opened by removing material in order to connect the electrical connection points to the semiconductor chip and / or the conductive body.
  • the encasing body prefferably to be applied in such a way that a thermal and chemical Shrinkage of the layer takes place, as a result of which a mechanical pressure is exerted on the casing body
  • a chip encapsulation body is present in the light-emitting component, this can also be covered at least in places by the encapsulation body.
  • the encapsulation body can then be flush with the light-emitting semiconductor chip and / or the chip encapsulation body in a direction from the transparent, conductive layer towards the connection points
  • Sheath body protrude.
  • the encasing body covers the active one
  • the encasing body it is possible here for the encasing body to completely cover the active component on its side facing away from the transparent, conductive layer, so that the active component is completely protected by the encasing body and is not visible from the outside.
  • the encasing body then serves to mechanically and chemically protect the active component from external influences.
  • the enveloping body can represent a mechanically load-bearing component of the light-emitting component.
  • the encasing body represents the load-bearing component of the light-emitting component, which mechanically supports and carries the light-emitting component. Without the casing body, the mechanical
  • the light-emitting component is then not stable.
  • the light-emitting semiconductor chip in lateral directions and on a side facing away from the transparent, conductive layer completely surrounded by a chip encapsulation body.
  • no electrical connection point is attached to the chip casing body and the chip casing body is not broken through by an electrical lead to the chip on the side of the chip facing away from the transparent, conductive layer.
  • the light-emitting chip is particularly good against external chemical influences and mechanical damage due to the chip encapsulation body
  • Embodiment can be made transparent or reflective for the electromagnetic radiation emitted by the surrounding light-emitting chip during operation.
  • the chip encapsulation body is covered by a reflector.
  • Reflector is, for example, a
  • reflective coating which can be formed by a metallic layer, a layer of reflective particles such as titanium oxide or as a dielectric mirror or Bragg mirror. It is also possible that the
  • Reflector is formed by the envelope body.
  • the reflector is designed to be emitted by the light Semiconductor chip emitted electromagnetic radiation in the direction of the transparent, conductive layer
  • a light-emitting component described here it is in particular possible for it to comprise two or more light-emitting semiconductor chips.
  • light-emitting semiconductor chips can each be integrated in the component in the same way.
  • An active component can in each case be arranged between adjacent light-emitting semiconductor chips, or there is precisely one active component in the light-emitting component.
  • the light-emitting semiconductor chips can be
  • the light-emitting component differ from one another in terms of their composition and in terms of shape and size.
  • the light-emitting component it is possible for the light-emitting component to have a red light-emitting semiconductor chip, a blue light-emitting semiconductor chip and a green light
  • the light-emitting component can be used as a pixel in a
  • the light-emitting component is additionally an active component, it is possible that the
  • light-emitting component is an actively controllable pixel of a display device.
  • a display device is also specified.
  • Display device comprises at least one, in particular a plurality of the light-emitting devices described here
  • the light-emitting components preferably each form a pixel, that is to say an imaging element of the display device. Includes the light emitting component several light-emitting semiconductor chips, these can, for example, form differently colored subpixels of the pixel.
  • the light-emitting components can be
  • they can be connected to one another via a common covering body or they are to one another
  • an exemplary embodiment is one
  • an exemplary embodiment is one here
  • FIG. 1A shows a schematic sectional illustration along the cutting line drawn in the schematic perspective illustration of FIG. 1B.
  • FIG. IC shows a schematic plan view of a top surface of the
  • the figure ID shows a schematic plan view of a bottom surface of the
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 are arranged in the light-emitting component.
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 have a transparent, conductive layer 2 which is formed, for example, with ITO.
  • Above the transparent, conductive layer 2 follows a transparent carrier 3, which the
  • transparent carrier 3 is optional.
  • the carrier 3 can - if it is present - with a
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 are, for example, a blue light-emitting semiconductor chip 11, a red light-emitting one
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 in this exemplary embodiment are vertical light-emitting diode chips with connections 1b on the
  • Each of the semiconductor chips 11, 12, 13 is in lateral
  • a chip encapsulation body 61 which is formed, for example, with an electrically insulating material such as silicone, epoxy resin and / or parylene.
  • an electrically insulating material such as silicone, epoxy resin and / or parylene.
  • Connection point 4a arranged, which is formed with an electrically conductive material, such as gold, silver, aluminum and / or copper.
  • An adhesion-promoting layer can be used between the chip encapsulation body 61 and the electrical connection point 4a
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 are thus integrated into a bond pad or a connection point of the light-emitting component.
  • the light-emitting semiconductor chips can each be contacted on the p-side via the assigned connection point 4a.
  • the n-side contact can then take place via a conductive body 5, which is designed as a full metal body, for example.
  • the conductive body 5 is on the transparent, conductive layer 2 with all light-emitting
  • the first lateral dimension B of the light-emitting component is 140.4 gm, for example, and the second lateral dimension L is
  • the edge length of the semiconductor chips 11, 12, 13 is, for example, 22.5 ⁇ m in each case.
  • Total height H of the light-emitting component with carrier 3 is, for example, 35 ⁇ m.
  • FIGS. 1A to 1D a further exemplary embodiment is described here in conjunction with FIGS. 2A to 2C
  • the light-emitting component is explained in more detail, in which the semiconductor chips 11, 12, 13 are embedded with their chip encapsulation bodies 61 in an encapsulation body 6.
  • Encapsulation body 6 can consist of the same material as the chip encapsulation body 61. Furthermore, it is possible that both casing bodies 6, 61 are made of the same
  • Matrix material are formed, but different
  • each chip packaging body 61 can be made reflective by adding reflective particles
  • the covering body 6 can be formed, whereas the covering body 6 can be formed, for example, colored or black by adding absorbent particles.
  • a black wrapping body 6 increases the contrast between the individual
  • Enclosure body 6 can also be made transparent and coated with reflective coating (not shown).
  • a plurality of light-emitting components 10 can be combined via the encasing body 6, for example, to form a display device.
  • FIGS. 1A to ID or FIGS. 2A to 2C an exemplary embodiment of a light-emitting component 10 described here is described in connection with FIG. 3, in which the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 are supported in lateral directions by an electrically conductive lead frame 71 are surrounded, which is in direct mechanical and electrical contact with the transparent, conductive layer 2.
  • the electrically conductive body 5 is in this case
  • Embodiment via conductor tracks 7, which are formed with the same material as the lead frames 71 can be connected to the electrically conductive lead frames 71.
  • the conductor tracks 7 are here with the
  • the conductor tracks 7 serve to optimize the conductivity and thus lead to a particularly low electrical resistance when the semiconductor chips 11, 12, 13 are connected to the conductive body 5.
  • the exemplary embodiment in FIG. 4 shows a light-emitting one
  • Component 10 with a variety of light-emitting
  • Each semiconductor chip 1 is surrounded by a hexagonal lead frame 71.
  • the hexagonal lead frames 71 are electrically conductive with an annular conduction track 7 which laterally surrounds all lead frames 71
  • the semiconductor chips 1 are at the
  • this includes
  • light-emitting component 10 is an active one, for example in addition to the exemplary embodiment in FIGS. 2A to 2C
  • Component 8 the transparent, conductive layer 2 covering the active component 8 at least in places and the active component with the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 is electrically connected. As shown in connection with FIG. 5B, it is possible that between two light-emitting semiconductor chips 11, 12,
  • an active component 8 is arranged.
  • the active component 8 is, in particular, a thin-film transistor.
  • the active component 8 can include a gate connection 81 and source connections 82, 83, 84, compare FIG. 5D.
  • FIG. 5E A possible interconnection of the active components 8 with the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 is shown in FIG. 5E.
  • Figure 5F shows the basic structure of an as
  • the active component 8 can be completely covered by the encasing body 6 on the side facing away from the electrically conductive layer 2, so that it is mechanically and chemically particularly well protected.
  • the individual semiconductor chips 11, 12, 13 can be controlled independently of one another via the active component 8.
  • One or more active components 8 can in each exemplary embodiment of the light-emitting components described here
  • the sheathing body 6 is also guided along the side surfaces of the carrier 3.
  • the enveloping body 6 protects the carrier 3 laterally in this way and can contribute to the mechanical stabilization of the carrier 3. This makes it possible for the carrier 3, for example, to be made of a flexible material such as a transparent one
  • the light-emitting component comprises at least two active components 8, one of the active components 8 being designed as a thin-film transistor and the other active component being a switch, a resistor, a capacitance, an integral circuit or the like.
  • the components can be interconnected, for example, via conductor tracks 7, which can be in direct contact with the transparent, conductive layer 2.
  • each pixel is formed by a light-emitting component 10 described here.
  • the light-emitting semiconductor chips 11, 12, 13 one of each component 10 form the colored sub-pixels of each
  • the exemplary embodiment in FIG. 9A and in the exemplary embodiment in FIG. 9B each have a light-emitting device
  • connection lb are located on a top surface.
  • the connections lb are via the transparent, conductive layer 2 and conductor tracks 7 with the connection points 4a, 4b of the light-emitting
  • the electrically conductive body 5 which can be solder balls, for example.
  • the light-emitting semiconductor chip 11 is each surrounded by a chip encapsulation body 61, which in the exemplary embodiment in FIG. 9A
  • a reflector 62 is applied, the electromagnetic radiation emitted during operation of the
  • the enveloping body 61 is designed to be reflective itself, for example by the Adding electrically reflective particles such as titanium dioxide particles to a matrix material of the
  • a screen 9 is arranged between the conductor tracks 7 and the carrier 3, which is in the area of the semiconductor chip 1 or the semiconductor chips 11, 12, 13, see FIG. 10B , has an opening.
  • the screen can for example be formed with black window film. It increases the contrast to neighboring light-emitting semiconductor chips.
  • Semiconductor chips 11, 12, 13 can either from one
  • a chip encapsulation body 61 can, for example, each have three light-emitting
  • Semiconductor chips 11, 12, 13 are applied. For example, it is applied by distributing
  • Silicone droplets forming the chip cover bodies 61 are provided with a reflector 62, for example by means of a sprayed plastic layer.
  • the remaining areas on the side of the electrically conductive layer 2 facing away from the carrier 3 are either
  • FIGS. 12A and 12B schematic representations of radiation-emitting semiconductor chips are described, as they can be used in light-emitting components described here or in display devices described here.
  • FIG. 12A a semiconductor chip is described in which the
  • a substrate la for example a sapphire substrate
  • Growth substrate 1b removed so that the semiconductor chip is free of a substrate.
  • the electrically conductive bodies 5 are designed as solder balls (solder bumps). They are connected to the conductor tracks 7 via the metal layers 89, which are formed, for example, by a metal layer sequence such as Cr / Cr-Cu / Cu-Au or TiW / Cu / Au.
  • the metal layers 89 are metallization below the solder ball (under bump metallization - UBM). The metallization surrounds the conductive body 5 in places in lateral directions and prevents a Diffusion of material from the conductive body 5 into other regions of the light-emitting component 10.
  • Embodiments are combined with one another, even if not all combinations are explicitly described.

Abstract

Es wird ein lichtemittierendes Bauelement (10) angegeben, mit einem lichtemittierenden Halbleiterchip (1; 11, 12, 13), einer transparenten, leitenden Schicht (2), und zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b), wobei die transparente, leitende Schicht (2) den lichtemittierenden Halbleiterchip (1; 11, 12, 13) zumindest stellenweise überdeckt, und die elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b) an einer der transparenten, leitenden Schicht (2) abgewandten Seite des lichtemittierenden Halbleiterchips (1; 11, 12, 13) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
LICHTEMITTIERENDES BAUELEMENT UND ANZEIGEVORRICHTUNG DAMIT
Es werden ein lichtemittierendes Bauelement und eine
Anzeigevorrichtung angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein lichtemittierendes Bauelement anzugeben, das eine besonders kompakte Bauform aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anzeigevorrichtung mit einem solchen lichtemittierenden
Bauelement anzugeben.
Das lichtemittierende Bauelement ist dazu vorgesehen, im Betrieb insbesondere sichtbares Licht zu emittieren. Bei dem sichtbaren Licht kann es sich beispielsweise um farbiges oder weißes Licht handeln. Ferner kann es möglich sein, dass das lichtemittierende Bauelement zur Erzeugung von farbigem und weißem Licht vorgesehen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
lichtemittierende Bauelement einen lichtemittierenden
Halbleiterchip. Bei dem lichtemittierenden Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um einen
Lumineszenzdiodenchip. Bei Lumineszenzdiodenchip kann es sich um einen Leuchtdiodenchip oder um einen Laserdiodenchip handeln. Der lichtemittierende Halbleiterchip ist dazu vorgesehen, im Betrieb farbiges Licht, zum Beispiel rotes, grünes oder blaues Licht, zu emittieren. Ferner kann der lichtemittierende Halbleiterchip ein Konversionselement umfassen, sodass der lichtemittierende Halbleiterchip zur Abstrahlung von Mischstrahlung, beispielsweise von weißem Licht, vorgesehen ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das lichtemittierende Bauelement eine transparente, leitende Schicht. Die transparente, leitende Schicht ist
beispielsweise mit einem TCO-Material (Transparent Conductive Oxide - transparentes leitendes Oxid) gebildet.
Beispielsweise kann die transparente, leitende Schicht mit Materialien wie ITO oder ZnO gebildet sein.
Transparent heißt hier und im Folgenden, dass eine
transparente Komponente des Bauelements für die vom
lichtemittierenden Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. Dabei muss die transparente
Komponente nicht zwingend klarsichtig transparent ausgebildet sein, sondern es ist möglich, dass die transparente
Komponente einen Teil der elektromagnetischen Strahlung durchlässt. Das heißt, die transparente Komponente kann strahlungsstreuend, für einen Teil der elektromagnetischen Strahlung absorbierend, reflektierend oder konvertierend ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass die
transparente Komponente klarsichtig transparent ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
lichtemittierende Bauelement zumindest zwei elektrische
Anschlussstellen. Über die elektrischen Anschlussstellen ist das Bauelement von außen elektrisch kontaktierbar und
gegebenenfalls ansteuerbar. Die elektrischen Anschlussstellen können beispielsweise über ein Lotmaterial und/oder einen elektrisch leitenden Klebstoff und/oder eine Drahtverbindung elektrisch kontaktierbar sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements überdeckt die transparente, leitende Schicht den lichtemittierenden Halbleiterchip zumindest stellenweise. Das heißt, die transparente, leitende Schicht ist beispielsweise über dem lichtemittierenden Halbleiterchip angeordnet und verläuft teilweise oder vollständig über dem
lichtemittierenden Halbleiterchip .
Insbesondere ist die transparente, leitende Schicht dann so angeordnet, dass zumindest ein Teil des im Betrieb im
Halbleiterchip erzeugten Lichts durch die transparente, leitende Schicht aus dem lichtemittierenden Bauelement austritt .
Die transparente, leitende Schicht kann den
lichtemittierenden Halbleiterchip vollständig überdecken oder sie überdeckt den lichtemittierenden Halbleiterchip nur bereichsweise .
Für den Fall, dass die transparente, leitende Schicht den Halbleiterchip vollständig überdeckt, kann die transparente, leitende Schicht unstrukturiert und großflächig ausgebildet werden und ist auf diese Weise besonders einfach herstellbar.
Für den Fall, dass die transparente, leitende Schicht den Halbleiterchip nur stellenweise überdeckt, ist eine
Strukturierung der Schicht notwendig, wodurch aber Material für die transparente, leitende Schicht eingespart werden kann, was hinsichtlich der Kosten des lichtemittierenden Bauelements von Vorteil sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauteils sind die elektrischen Anschlussstellen an einer dem lichtemittierenden Halbleiterchip abgewandten Seite der transparenten, leitenden Schicht angeordnet. Das heißt, die transparente, leitende Schicht befindet sich beispielsweise oberhalb des lichtemittierenden Halbleiterchips und die elektrischen Anschlussstellen befinden sich dann unterhalb des lichtemittierenden Halbleiterchips. Dabei ist zumindest eine der elektrischen Anschlussstellen mit zumindest einem Bereich der transparenten, leitenden Schicht elektrisch leitend verbunden.
Insbesondere ist es beim hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelement möglich, dass sämtliche
elektrischen Anschlussstellen des Bauelements an einer einzigen Seite des Bauelements, nämlich der der
transparenten, leitenden Schicht abgewandten Seite des
Halbleiterchips, angeordnet sind. Auf diese Weise kann es sich bei dem lichtemittierenden Bauelement um ein
oberflächenmontierbares lichtemittierendes Bauelement
handeln, welches mit den elektrischen Anschlussstellen über eine Oberflächenmontagetechnik am Bestimmungsort mechanisch befestigt und elektrisch leitend angeschlossen werden kann. Die Lichtauskopplung aus dem lichtemittierenden Bauelement erfolgt dann an der den Anschlussstellen abgewandten Seite des Bauelements zumindest teilweise durch die transparente, leitende Schicht hindurch.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement einen lichtemittierenden Halbleiterchip, eine transparente, leitende Schicht und zumindest zwei elektrische
Anschlussstellen. Die transparente, leitende Schicht
überdeckt den lichtemittierenden Halbleiterchip zumindest stellenweise und die elektrischen Anschlussstellen sind an einer dem lichtemittierenden Halbleiterchip abgewandten Seite der transparenten, leitenden Schicht angeordnet. Für Anzeigevorrichtungen, bei denen lichtemittierende
Bauelemente wie Leuchtdioden die bildgebenden Elemente bilden, und für besonders kleine RGB (Rot, Grün,
Blau) -Anwendungen sind Montageplattformen für besonders kleine lichtemittierende Halbleiterchips erwünscht. Das hier beschriebene lichtemittierende Bauelement bietet die
Möglichkeit, lichtemittierende Halbleiterchips besonders kompakt in einem Bauelement zu verbauen. Die
lichtemittierenden Halbleiterchips weisen dabei Kantenlängen von höchstens 100 gm, insbesondere von höchstens 60 gm oder von höchstens 30 gm, auf. Das lichtemittierende Bauelement ist mit den elektrischen Anschlussstellen, die sämtlich an einer dem lichtemittierenden Halbleiterchip abgewandten Seite der transparenten, leitenden Schicht angeordnet sind,
oberflächenmontierbar und damit besonders einfach am
Bestimmungsort befestigbar und anschließbar. Für das
lichtemittierende Bauelement ist kein Submount (zum Beispiel ein Interposer) erforderlich, wodurch die Kosten für das lichtemittierende Bauelement stark gesenkt werden können. Ferner zeichnet sich das lichtemittierende Bauelement durch eine besonders kompakte, dünne und mechanisch flexible
Bauform aus. Dadurch ist das lichtemittierende Bauelement auch besonders variabel einsetzbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement einen transparenten Träger, der die transparente, leitende Schicht, den lichtemittierenden Halbleiterchip und die elektrischen Anschlussstellen vollständig überdeckt.
Der transparente Träger ist eine mechanisch stützende
Komponente des lichtemittierenden Bauelements. Das heißt, der transparente Träger erhöht die mechanische Stabilität des lichtemittierenden Bauelements gegenüber einem
lichtemittierenden Bauelement ohne diesen Träger. Der
transparente Träger kann beispielsweise durch eine Glasplatte gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der transparente Träger ein Kunststoffmaterial umfasst oder aus einem solchen gebildet ist. Beispielsweise kann der transparente Träger durch eine Kunststofffolie gebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der transparente Träger durch ein Laminat aus zumindest einer Kunststofffolie und einer
Glasplatte gebildet ist.
Der transparente Träger zeichnet sich beispielsweise durch eine besonders geringe Dicke aus. Die Dicke wird dabei in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des transparenten Trägers gebildet. Beispielsweise beträgt die Dicke zwischen wenigstens 0,2 gm und höchstens 40 gm,
insbesondere höchstens 25 pm. Das lichtemittierende
Bauelement kann dabei eine Gesamtdicke von beispielsweise höchstens 50 pm, insbesondere von höchstens 35 pm, aufweisen. Die Kantenlänge des lichtemittierenden Bauelements beträgt beispielsweise höchstens 180 pm. Die Kantenlänge des
lichtemittierenden Bauelements entspricht dabei
beispielsweise der Kantenlänge des transparenten Trägers, der in diesem Fall sämtliche Komponenten des Bauelements
überdeckt. "Überdeckt" heißt dabei, dass keine Komponente des lichtemittierenden Bauelements seitlich über den Träger hinausragt. Beispielsweise können zumindest manche der elektrischen Anschlussstellen seitlich bündig mit dem Träger abschließen oder der Träger ragt seitlich über die
elektrischen Anschlussstellen hinaus. Der Träger kann an seiner dem Halbleiterchip zugewandten und/oder abgewandten Seite optische Elemente aufweisen, die im Träger ausgebildet sind oder auf diesen aufgebracht sind. Beispielsweise kann es sich bei den optischen Elementen um Auskoppelstrukturen handeln, die einen Lichtaustritt aus dem lichtemittierenden Bauelement erleichtern, indem die
Wahrscheinlichkeit für eine Totalreflexion an der
Austrittsfläche abgesenkt ist. Weiter ist es zum Beispiel möglich, dass an seiner dem Halbleiterchip zugewandten und/oder abgewandten Seite zumindest ein Graben in den Träger eingebracht ist, der den Halbleiterchip in lateralen
Richtungen teilweise oder vollständig umgibt. Der Graben kann mit einem Licht absorbierenden oder Licht reflektierenden Material befüllt sein oder der Träger ist an der Grenzfläche zum Graben mit einem solchen Material beschichtet. Auf diese Weise kann der Strahlengang des Lichts begrenzt oder geformt werden. Der Graben kann zum Beispiel durch Ätzen, Stanzen oder Prägen im Träger erzeugt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist der lichtemittierende Halbleiterchip in lateralen Richtungen vollständig von einem Chip- Umhüllungskörper umgeben. Der Chip-Umhüllungskörper ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Der Chip- Umhüllungskörper kann für die vom lichtemittierenden
Halbleiterchip im Betrieb emittierte elektromagnetische
Strahlung reflektierend und/oder transparent ausgebildet sein. Der Chip-Umhüllungskörper umgibt den lichtemittierenden Halbleiterchip an sämtlichen Seitenflächen des
lichtemittierenden Halbleiterchips. Beispielsweise ist es möglich, dass der Chip-Umhüllungskörper mit einer der
transparenten, leitenden Schicht zugewandten Deckfläche und/oder einer der transparenten, leitenden Schicht abgewandten Bodenfläche des lichtemittierenden
Halbleiterchips bündig abschließt. Der Chip-Umhüllungskörper schützt den lichtemittierenden Halbleiterchip vor
mechanischer und/oder chemischer Beschädigung. Ferner
vergrößert der Chip-Umhüllungskörper eine Fläche, die zum Aufbringen der elektrischen Anschlussstellen des
lichtemittierenden Bauelements vorhanden ist.
Der Chip-Umhüllungskörper bildet zum Beispiel einen Rahmen um den lichtemittierenden Halbleiterchip. Eine
Querschnittsfläche des Verbunds aus Chip-Umhüllungskörper und lichtemittierenden Halbleiterchip in einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Bauelements ist zum Beispiel höchstens viermal, insbesondere höchstens dreimal so groß wie die Querschnittsfläche des Halbleiterchips in derselben
Ebene. Das heißt, der Chip-Umhüllungskörper vergrößert die Querschnittsfläche und damit die Auflagefläche für die elektrischen Anschlussstellen des lichtemittierenden
Bauelements. Der Chip-Umhüllungskörper bedeckt aber nicht den gesamten Träger an dessen Unterseite. Sind im Bauelement mehrere Halbleiterchips vorhanden, dann sind die den
Halbleiterchips zugeordneten Chip-Umhüllungskörper
vorzugsweise in lateralen Richtungen voneinander beabstandet und nicht einstückig miteinander verbunden.
Der Chip-Umhüllungskörper kann mit einem Kunststoffmaterial wie Parylen, Epoxidharz und/oder Silikon gebildet sein.
Ferner ist es möglich, dass der Chip-Umhüllungskörper mit elektrisch isolierenden Materialien wie Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid gebildet ist.
Der lichtemittierende Halbleiterchip kann insbesondere zwischen einer der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen und der transparenten, leitenden Schicht angeordnet sein, wobei diese elektrische Anschlussstelle eine der transparenten, leitenden Schicht abgewandte Unterseite des Chip-Umhüllungskörpers bedeckt. Die elektrische
Anschlussstelle kann dann direkt elektrisch leitend mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip verbunden sein und sich über eine Kontaktstelle des lichtemittierenden
Halbleiterchips hinaus auf die Unterseite des Chip- Umhüllungskörpers erstrecken. Auf diese Weise ist der
lichtemittierende Halbleiterchip sozusagen in ein Bondpad oder eine Anschlussstelle des lichtemittierenden Bauelements integriert. Der Chip-Umhüllungskörper dient dann unter anderem dazu, die Fläche, welche für die elektrische
Anschlussstelle parallel zu einer Haupterstreckungsebene des lichtemittierenden Bauelements zur Verfügung steht, zu vergrößern. Auf diese Weise kann zum Beispiel im Betrieb im Halbleiterchip erzeugte Wärme besonders effizient durch die elektrische Anschlussstelle abgeführt werden. Insbesondere weist die elektrische Anschlussstelle dann eine größere
Fläche als der lichtemittierende Halbleiterchip auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist der lichtemittierende Halbleiterchip in lateralen Richtungen von einem elektrisch leitenden
Leitungsrahmen umgeben, der mit der transparenten, leitenden Schicht in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht. Der elektrisch leitende Leitungsrahmen ist
beispielsweise mit einem Metall wie Gold, Aluminium, Kupfer und/oder Silber, gebildet oder enthält zumindest eines dieser Metalle. Der elektrisch leitende Leitungsrahmen kann als dünne Schicht an der dem Halbleiterchip zugewandten Seite auf die transparente, leitende Schicht aufgebracht sein. Die transparente, leitende Schicht weist beispielsweise eine relativ geringe Querleitfähigkeit auf. Mittels dem Leitungsrahmen kann die Querleitfähigkeit insgesamt
vergrößert werden, sodass der lichtemittierende
Halbleiterchip mit besonders geringem elektrischem Widerstand anschließbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement einen leitenden Körper, der von der transparenten, leitenden
Schicht zumindest stellenweise überdeckt ist und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist. Bei dem leitenden Körper handelt es sich beispielsweise um einen Metallkörper oder einen Körper, der mit einem dotierten Halbleitermaterial gebildet ist. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem elektrisch leitenden Körper um eine Lotkugel (englisch:
solder bump) handelt. Insbesondere bedeckt eine der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen den leitenden Körper an seiner der transparenten, leitenden Schicht abgewandten
Unterseite stellenweise oder die Unterseite des leitenden Körpers bildet eine der zumindest zwei elektrischen
Anschlussstellen aus. Der elektrisch leitende Körper kann dann über die transparente, leitende Schicht elektrisch leitend mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip des
Bauelements verbunden sein. Ein Anschluss des
lichtemittierenden Bauelements kann dann beispielsweise über die elektrische Anschlussstelle erfolgen, die direkt mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip verbunden ist und über die elektrische Anschlussstelle, die an oder durch den elektrisch leitenden Körper gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist der elektrisch leitende Leitungsrahmen über eine Leitungsbahn elektrisch leitend mit dem leitenden Körper verbunden, wobei die Leitungsbahn mit der transparenten, leitenden Schicht in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht. Die Leitungsbahn kann mit dem gleichen
Material wie der Leitungsrahmen gebildet sein. Die
Leitungsbahn erstreckt sich beispielsweise vom leitenden Körper entlang der transparenten, leitenden Schicht bis hin zum Leitungsrahmen. Die Leitungsbahn dient zu einer Erhöhung der Querleitfähigkeit des Verbunds aus der transparenten, leitenden Schicht und der Leitungsbahn. Der lichtemittierende Halbleiterchip kann auf diese Weise mit besonders geringem elektrischem Widerstand elektrisch leitend mit der
elektrischen Anschlussstelle verbunden sein, die am oder durch den leitenden Körper ausgebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement ein aktives Bauteil, wobei die transparente, leitende Schicht das aktive Bauteil zumindest stellenweise überdeckt und das aktive Bauteil mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip elektrisch leitend verbunden ist. Beispielsweise kann eine Verbindung des aktiven Bauteils mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip über die transparente, leitende Schicht und/oder eine Leitungsbahn, die mit der transparenten, leitenden Schicht in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht, verbunden sein.
Bei dem aktiven Bauteil kann es sich um ein Bauteil handeln, das zur Ansteuerung des lichtemittierenden Halbleiterbauteils vorgesehen ist. Insbesondere kann das aktive Bauteil dazu einen Dünnschichttransistor umfassen oder durch einen
Dünnschichttransistor gebildet sein. Das aktive Bauteil ist beispielsweise zwischen dem lichtemittierenden Halbleiterchip und dem leitenden Körper angeordnet. Bevorzugt ist das aktive Bauteil so dünn
ausgebildet, dass es die elektrischen Anschlussstellen in eine Richtung weg von der transparenten, leitenden Schicht nicht überragt, sondern höchstens bündig mit diesen
abschließt .
Mit dem aktiven Bauteil ist ein aktives Steuerelement im lichtemittierenden Bauteil integriert. Umfasst das
lichtemittierende Bauteil beispielsweise mehrere
lichtemittierende Halbleiterchips, so können diese mittels dem aktiven Bauteil angesteuert werden.
Über die transparente, leitende Schicht und gegebenenfalls den transparenten Träger ist das aktive Bauteil besonders gut gegen mechanische und chemische Einflüsse von außen
geschützt. Dadurch, dass das aktive Bauteil die elektrischen Anschlussstellen an der Unterseite nicht überragt, ist ein besonders kompaktes, dünnes lichtemittierendes Bauelement angegeben .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
lichtemittierende Bauelement einen Umhüllungskörper, der den lichtemittierenden Halbleiterchip, die transparente, leitende Schicht und falls vorhanden den transparenten Träger
teilweise bedeckt. Der Umhüllungskörper erstreckt sich beispielsweise an der dem lichtemittierenden Halbleiterchip abgewandten Unterseite der transparenten, leitenden Schicht über die gesamte Fläche des lichtemittierenden Bauelements.
Der Umhüllungskörper kann dann, falls ein transparenter
Träger vorhanden ist, mit diesem an dessen Seitenflächen bündig abschließen oder die Seitenflächen des transparenten Trägers überragen und bedecken. An der dem Halbleiterchip abgewandten Seite der transparenten, leitenden Schicht ist das lichtemittierende Bauelement jedoch frei vom
Umhüllungskörper .
Der Umhüllungskörper kann transparent, strahlungsabsorbierend oder strahlungsreflektierend ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Umhüllungskörper schwarz ausgebildet und erhöht damit einen Kontrast des lichtemittierenden Halbleiterchips
gegenüber der Umgebung.
Der Umhüllungskörper ist mit einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Das heißt, der Umhüllungskörper umfasst zumindest ein elektrisch isolierendes Matrixmaterial, in welches zum Beispiel Partikel weiterer Materialien, die zur Einstellung der optischen Eigenschaften des
Umhüllungsmaterials vorgesehen sind, eingebracht sein können.
Insbesondere kann der Umhüllungskörper Parylen enthalten oder aus Parylen bestehen. Ferner ist die Verwendung anderer anorganischer Materialien wie beispielsweise Silikon und/oder Epoxidharz zur Bildung des Umhüllungskörpers möglich.
Bei der Herstellung des lichtemittierenden Bauelements kann der Umhüllungskörper beispielsweise vollflächig auch über die lichtemittierenden Halbleiterchips aufgebracht werden und nachträglich durch Entfernen von Material geöffnet werden, um die elektrischen Anschlussstellen mit dem Halbleiterchip und/oder dem leitenden Körper zu verbinden.
Dabei ist es möglich, dass der Umhüllungskörper derart aufgebracht wird, dass ein thermisches und chemisches Schrumpfen der Schicht erfolgt, wodurch durch den Umhüllungskörper ein mechanischer Druck auf den
lichtemittierenden Chip in Richtung der transparenten, leitenden Schicht und falls vorhanden dem transparenten, leitenden Träger erfolgt. Auf diese Weise kann der
Umhüllungskörper eine mechanische Verbindung des
lichtemittierenden Halbleiterchips im lichtemittierenden Bauelement verbessern.
Falls im lichtemittierenden Bauteil ein Chip-Umhüllungskörper vorhanden ist, kann auch dieser zumindest stellenweise vom Umhüllungskörper bedeckt sein. Der Umhüllungskörper kann dann in einer Richtung von der transparenten, leitenden Schicht hin zu den Anschlussstellen bündig mit dem lichtemittierenden Halbleiterchip und/oder dem Chip-Umhüllungskörper
abschließen, sodass an der Unterseite des lichtemittierenden Bauelements lediglich die Anschlussstellen über den
Umhüllungskörper hinausragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements überdeckt der Umhüllungskörper das aktive
Bauteil. Dabei ist es möglich, dass der Umhüllungskörper das aktive Bauteil an seiner der transparenten, leitenden Schicht abgewandten Seite vollständig überdeckt, sodass das aktive Bauteil durch den Umhüllungskörper vollständig geschützt und von außen nicht sichtbar ist. Der Umhüllungskörper dient dann zum mechanischen und chemischen Schutz des aktiven Bauteils vor äußeren Einflüssen.
Insgesamt kann der Umhüllungskörper eine mechanisch tragende Komponente des lichtemittierenden Bauelements darstellen. Insbesondere, wenn das lichtemittierende Bauelement keinen transparenten Träger umfasst, stellt der Umhüllungskörper die tragende Komponente des lichtemittierenden Bauelements dar, welche das lichtemittierende Bauelement mechanisch stützt und trägt. Ohne den Umhüllungskörper wäre die mechanische
Stabilität des lichtemittierenden Bauelements dann nicht gegeben .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der
lichtemittierende Halbleiterchip in lateralen Richtungen und an einer der transparenten, leitenden Schicht abgewandten Seite vollständig von einem Chip-Umhüllungskörper umgeben. In diesem Fall ist keine elektrische Anschlussstelle am Chip- Umhüllungskörper befestigt und der Chip-Umhüllungskörper ist nicht durch eine elektrische Zuleitung zum Chip an der der transparenten, leitenden Schicht abgewandten Seite des Chips durchbrochen. Der lichtemittierende Chip ist auf diese Weise durch den Chip-Umhüllungskörper besonders gut vor äußeren chemischen Einflüssen und mechanischer Beschädigung
geschützt .
Insbesondere kann der Chip-Umhüllungskörper in dieser
Ausführungsform transparent oder reflektierend für die vom umgebenden lichtemittierenden Chip im Betrieb abgestrahlte elektromagnetische Strahlung ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Chip- Umhüllungskörper von einem Reflektor bedeckt. Bei dem
Reflektor handelt es sich beispielsweise um eine
reflektierende Beschichtung, die durch eine metallische Schicht, eine Schicht aus reflektierenden Partikeln wie Titanoxid oder als dielektrischer Spiegel oder Bragg-Spiegel ausgebildet sein kann. Ferner ist es möglich, dass der
Reflektor durch den Umhüllungskörper gebildet ist. Der
Reflektor ist dazu ausgebildet, die vom lichtemittierenden Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der transparenten, leitenden Schicht zu
reflektieren .
Bei einem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement ist es insbesondere möglich, dass dieses zwei oder mehr lichtemittierende Halbleiterchips umfasst. Die
lichtemittierenden Halbleiterchips können dabei, wie hier für den lichtemittierenden Halbleiterchip beschrieben, jeweils in gleicher Weise im Bauelement integriert sein. Zwischen benachbarten lichtemittierenden Halbleiterchips kann jeweils ein aktives Bauteil angeordnet sein oder es ist genau ein aktives Bauteil im lichtemittierenden Bauelement vorhanden. Die lichtemittierenden Halbleiterchips können sich
hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und hinsichtlich Form und Größe voneinander unterscheiden. Beispielsweise ist es möglich, dass das lichtemittierende Bauelement einen rotes Licht emittierenden Halbleiterchip, einen blaues Licht emittierenden Halbleiterchip und einen grünes Licht
emittierenden Halbleiterchip umfasst. Auf diese Weise kann das lichtemittierende Bauelement als Bildpunkt in einer
Anzeigevorrichtung Verwendung finden. Umfasst das
lichtemittierende Bauelement dabei zusätzlich ein aktives Bauteil, ist es möglich, dass es sich bei dem
lichtemittierenden Bauelement um einen aktiv ansteuerbaren Bildpunkt einer Anzeigevorrichtung handelt.
Es wird ferner eine Anzeigevorrichtung angegeben. Die
Anzeigevorrichtung umfasst zumindest ein, insbesondere eine Vielzahl der hier beschriebenen lichtemittierenden
Bauelemente. Die lichtemittierenden Bauelemente bilden dabei vorzugsweise jeweils ein Pixel, also ein bildgebendes Element der Anzeigevorrichtung. Umfasst das lichtemittierende Bauteil mehrere lichtemittierende Halbleiterchips, können diese beispielsweise verschiedenfarbige Subpixel des Pixels bilden. Die lichtemittierenden Bauelemente können dabei
beispielsweise über einen gemeinsamen Umhüllungskörper miteinander verbunden sein oder sie sind zueinander
beabstandet in der Anzeigevorrichtung vorhanden. Sämtliche Merkmale, die hier für das lichtemittierende Bauelement beschrieben sind, sind auch für die Anzeigevorrichtung offenbart und umgekehrt.
Im Folgenden werden hier beschriebene lichtemittierende
Bauelemente sowie hier beschriebene Anzeigevorrichtungen anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 1A, 1B, IC, ID, 2A, 2B, 2C, 3, 4, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 6,
7 sind Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelementen näher erläutert.
In Verbindung mit der schematischen Darstellung der Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen
Anzeigevorrichtung näher erläutert.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 9A, 9B, 10A, 10B, 10C sind Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelementen näher
erläutert .
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 11A, 11B, 11C, HD ist ein Ausführungsbeispiel eines
Verfahrens zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen Anzeigevorrichtung näher erläutert. In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 12A und 12B sind lichtemittierende Halbleiterchips für
Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelementen und Anzeigevorrichtungen näher erläutert.
In Verbindung mit der schematischen Darstellung der Figur 13 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelementen näher erläutert.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 1A bis ID ist ein Ausführungsbeispiel eines hier
beschriebenen lichtemittierenden Bauelements näher erläutert. Die Figur 1A zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung entlang der in der schematischen perspektivischen Darstellung der Figur 1B eingezeichneten Schnittlinie. Die Figur IC zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Deckfläche des
lichtemittierenden Bauelements, die Figur ID zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Bodenfläche des
lichtemittierenden Bauelements.
Beim lichtemittierenden Bauelement gemäß den Figuren 1A bis ID sind drei lichtemittierende Halbleiterchips 11, 12, 13 im lichtemittierenden Bauelement angeordnet. An der Oberseite der lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 ist eine transparente, leitende Schicht 2 angeordnet, die zum Beispiel mit ITO gebildet ist. Oberhalb der transparenten, leitenden Schicht 2 folgt ein transparenter Träger 3, der die
transparente, leitende Schicht 2, die lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 und die elektrischen
Anschlussstellen 4a, 4b vollständig überdeckt. Der
transparente Träger 3 ist dabei optional.
Der Träger 3 kann - falls er vorhanden ist - mit einem
Kunststoffmaterial oder bevorzugt mit einem Glas gebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Träger 3 eine besonders kratzfeste Oberfläche aufweist.
Bei den lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 handelt es sich beispielsweise um einen blaues Licht emittierenden Halbleiterchip 11, einen rotes Licht emittierenden
Halbleiterchip 12 und einen grünes Licht emittierenden
Halbleiterchip 13. Bei den lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um vertikale Leuchtdiodenchips mit Anschlüssen lb an der
Oberseite und der Unterseite eines jeden Chips.
Jeder der Halbleiterchips 11, 12, 13 ist in lateralen
Richtungen vollständig von einem Chip-Umhüllungskörper 61 umgeben, der zum Beispiel mit einem elektrisch isolierenden Material wie Silikon, Epoxidharz und/oder Parylen gebildet ist. Über die gesamte Unterseite jedes lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 und des umgebenden Chip- Umhüllungskörpers 61 ist eine erste elektrische
Anschlussstelle 4a angeordnet, die mit einem elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel Gold, Silber, Aluminium und/oder Kupfer, gebildet ist. Zwischen dem Chip-Umhüllungskörper 61 und der elektrischen Anschlussstelle 4a kann eine haftvermittelnde Schicht
angeordnet sein, die zum Beispiel mit Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid gebildet sein kann. Beim Bauelement der
Figuren 1A bis ID sind die lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 somit in ein Bondpad oder eine Anschlussstelle des lichtemittierenden Bauelements integriert. Beispielsweise können die lichtemittierenden Halbleiterchips über die zugeordnete Anschlussstelle 4a jeweils p-seitig kontaktiert sein .
Der n-seitige Kontakt kann dann über einen leitenden Körper 5, der beispielsweise als Vollmetallkörper ausgebildet ist, erfolgen. Der leitende Körper 5 ist über die transparente, leitende Schicht 2 mit sämtlichen lichtemittierenden
Halbleiterchips 11, 12, 13 elektrisch leitend verbunden. An der der transparenten, leitenden Schicht 2 abgewandten Seite des leitenden Körpers 5 ist eine zweite elektrische
Anschlussstelle 4b ausgebildet. Die erste laterale Abmessung B des lichtemittierenden Bauelements beträgt beispielsweise 140,4 gm, die zweite laterale Abmessung L beträgt
beispielsweise 175,5 gm. Die Kantenlänge der Halbleiterchips 11, 12, 13 beträgt zum Beispiel jeweils 22,5 pm. Die
Gesamthöhe H des lichtemittierenden Bauelements mit Träger 3 beträgt beispielsweise 35 pm. In das Bauelement können weitere nicht gezeigte Komponenten wie beispielsweise aktive Bauteile, optische Sensoren, thermische Sensoren und
dergleichen integriert sein.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A bis ID ist in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2C ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements näher erläutert, bei dem die Halbleiterchips 11, 12, 13 mit ihren Chip-Umhüllungskörpern 61 in einen Umhüllungskörper 6 eingebettet sind. Der
Umhüllungskörper 6 kann dabei aus dem gleichen Material wie die Chip-Umhüllungskörper 61 bestehen. Ferner ist es möglich, dass beide Umhüllungskörper 6, 61 aus dem gleichen
Matrixmaterial gebildet sind, jedoch unterschiedliche
Füllstoffe aufweisen. So kann jeder Chip-Umhüllungskörper 61 durch Zugabe reflektierender Partikel reflektierend
ausgebildet sein, wohingegen der Umhüllungskörper 6 durch Zugabe absorbierender Partikel beispielsweise farbig oder schwarz ausgebildet sein kann. Ein schwarzer Umhüllungskörper 6 erhöht den Kontrast zwischen den einzelnen
lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13. Der
Umhüllungskörper 6 kann weiter transparent ausgebildet sein und reflektierend beschichtet sein (nicht dargestellt) .
Wie in der schematischen Darstellung der Figur 2B gezeigt ist, können mehrere lichtemittierende Bauelemente 10 über den Umhüllungskörper 6 beispielsweise zu einer Anzeigevorrichtung zusammengefasst sein.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A bis ID beziehungsweise der Figuren 2A bis 2C ist in Verbindung mit der Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements 10 beschrieben, bei dem die lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 in lateralen Richtungen von einem elektrisch leitenden Leitungsrahmen 71 umgeben sind, der mit der transparenten, leitenden Schicht 2 in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht. Der elektrisch leitende Körper 5 ist in diesem
Ausführungsbeispiel über Leitungsbahnen 7, die mit dem gleichen Material wie die Leitungsrahmen 71 gebildet sein können, mit den elektrisch leitenden Leitungsrahmen 71 verbunden. Dabei stehen die Leitungsbahnen 7 mit der
transparenten, leitenden Schicht 2 in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt. Die Leitungsbahnen 7 dienen zur Optimierung der Leitfähigkeit und führen damit zu einem besonders geringen elektrischen Widerstand beim Anschluss der Halbleiterchips 11, 12, 13 mit dem leitenden Körper 5.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 4 ein lichtemittierendes
Bauelement 10 mit einer Vielzahl von lichtemittierenden
Halbleiterchips 1, die zum Beispiel jeweils weißes Licht emittieren. Jeder Halbleiterchip 1 ist von einem sechseckigen Leitungsrahmen 71 umgeben. Die sechseckigen Leitungsrahmen 71 sind mit einer ringförmigen Leitungsbahn 7, die sämtliche Leitungsrahmen 71 lateral umgibt, elektrisch leitend
verbunden. Die Halbleiterchips 1 sind dabei an den
Gitterpunkten eines zweidimensionalen hexagonalen Gitters angeordnet und von den Leitungsrahmen 71 wabenförmig umgeben. Dieser Aufbau erlaubt eine besonders verlustfreie
Stromleitung und damit einen besonders effizienten Anschluss der Vielzahl von lichtemittierenden Halbleiterchips des
Bauelements 10.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 5A bis 5F ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements 10 näher
erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das
lichtemittierende Bauelement 10 beispielsweise in Ergänzung zum Ausführungsbeispiel der Figur 2A bis 2C ein aktives
Bauteil 8, wobei die transparente, leitende Schicht 2 das aktive Bauteil 8 zumindest stellenweise überdeckt und das aktive Bauteil mit den lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 elektrisch leitend verbunden ist. Dabei ist es, wie in Verbindung mit der Figur 5B dargestellt, möglich, dass zwischen je zwei lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12,
13 ein aktives Bauteil 8 angeordnet ist.
Bei dem aktiven Bauteil 8 handelt es sich insbesondere um einen Dünnschichttransistor. Das aktive Bauteil 8 kann dabei einen Gateanschluss 81 und Sourceanschlüsse 82, 83, 84 umfassen, vergleiche dazu die Figur 5D.
Eine mögliche Verschaltung der aktiven Bauteile 8 mit den lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 ist in der Figur 5E gezeigt.
Die Figur 5F zeigt den prinzipiellen Aufbau eines als
Dünnfilmtransistor ausgebildeten aktiven Bauteils 8 mit einem Substrat 88, einem Sourceanschluss 82, einem Drainanschluss 85, einer Halbleiterschicht 86, einer elektrisch isolierenden Schicht 87, die zum Beispiel durch ein Dielektrikum
ausgebildet ist.
Wie aus der schematischen Schnittdarstellung der Figur 5A ersichtlich ist, kann das aktive Bauteil 8 vollständig an der der elektrisch leitenden Schicht 2 abgewandten Seite vom Umhüllungskörper 6 überdeckt sein, sodass es mechanisch und chemisch besonders gut geschützt ist.
Über das aktive Bauteil 8 sind die einzelnen Halbleiterchips 11, 12, 13 unabhängig voneinander ansteuerbar. Eines oder mehrere aktive Bauteile 8 können in jedem Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelemente
Verwendung finden. In Verbindung mit der Figur 6 ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelements beschrieben. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 5A bis 5F ist in diesem Ausführungsbeispiel der Umhüllungskörper 6 auch entlang der Seitenflächen des Trägers 3 geführt. Der Umhüllungskörper 6 schützt auf diese Weise den Träger 3 seitlich und kann zur mechanischen Stabilisierung des Trägers 3 beitragen. Dadurch ist es möglich, dass der Träger 3 beispielsweise aus einem flexiblen Material wie etwa einer transparenten
Kunststofffolie gebildet ist.
In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel sind der lichtemittierende
Halbleiterchip 1 und ein aktives Bauteil 8 über eine
Anschlussstelle 4a des Bauelements 10 elektrisch leitend miteinander verbunden. Ferner umfasst das lichtemittierende Bauelement zumindest zwei aktive Bauteile 8, wobei eines der aktiven Bauteile 8 als Dünnfilmtransistor ausgebildet ist und das andere aktive Bauteil ein Schalter, ein Widerstand, eine Kapazität, ein integraler Schaltkreis oder dergleichen sein kann. Eine Verschaltung der Bauteile untereinander kann beispielsweise über Leitungsbahnen 7 erfolgen, die sich in direktem Kontakt mit der transparenten, leitenden Schicht 2 befinden können.
In Verbindung mit der Figur 8 ist eine hier beschriebene Anzeigevorrichtung dargestellt, bei der jedes Pixel durch ein hier beschriebenes lichtemittierendes Bauelement 10 gebildet ist. Die lichtemittierenden Halbleiterchips 11, 12, 13 eines jeden Bauelements 10 bilden die farbigen Subpixel jedes
Pixels .
In Verbindung mit den Figuren 9A und 9B sind weitere
Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen
lichtemittierenden Bauelementen näher erläutert. Im
Ausführungsbeispiel der Figur 9A sowie im Ausführungsbeispiel der Figur 9B kommt jeweils ein lichtemittierender
Halbleiterchip 1 zum Einsatz, bei dem sich die Anschlüsse lb an einer Deckfläche befinden. Die Anschlüsse lb sind über die transparente, leitende Schicht 2 sowie Leitungsbahnen 7 mit den Anschlussstellen 4a, 4b des lichtemittierenden
Bauelements elektrisch leitend verbunden.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9A sind die
Anschlussstellen 4a, 4b dabei durch einen Teil der
Außenfläche der elektrisch leitenden Körper 5 gegeben, bei denen es sich beispielsweise um Lotkugeln handeln kann.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9B sind die
Anschlussstellen durch den Träger 3 abgewandte Außenflächen der Leitungsbahnen 7 gebildet.
In beiden Ausführungsbeispielen ist der lichtemittierende Halbleiterchip 11 jeweils von einem Chip-Umhüllungskörper 61 umgeben, der beim Ausführungsbeispiel der Figur 9A
transparent ausgebildet ist. An der Außenfläche des Chip- Umhüllungskörpers 61 ist ein Reflektor 62 aufgebracht, der im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung des
Halbleiterchips 1 reflektiert.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 9B ist der Umhüllungskörper 61 selbst reflektierend ausgebildet, zum Beispiel durch die Zugabe elektrisch reflektierender Partikel wie zum Beispiel Titandioxidpartikel in ein Matrixmaterial des
Umhüllungskörpers .
In den Ausführungsbeispielen der Figuren 10A, 10B und IOC ist im Unterschied zum Ausführungsbeispiel beispielsweise der Figur 9A zwischen den Leitungsbahnen 7 und dem Träger 3 eine Blende 9 angeordnet, die im Bereich des Halbleiterchips 1 oder der Halbleiterchips 11, 12, 13, vergleiche Figur 10B, eine Öffnung aufweist. Die Blende kann beispielsweise mit schwarzer Fensterfolie gebildet sein. Sie erhöht den Kontrast zu benachbarten lichtemittierenden Halbleiterchips. Die
Halbleiterchips 11, 12, 13 können entweder von einem
gemeinsamen Chip-Umhüllungskörper 61 umhüllt sein oder, wie in der Figur 10C dargestellt, jeweils einen eigenen Chip- Umhüllungskörper 61 aufweisen, der von einem Reflektor 62 umgeben sein kann.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 11A bis HD ist ein Verfahren zur Herstellung einer hier beschriebenen Anzeigevorrichtung oder eines hier
beschriebenen lichtemittierenden Bauelements näher erläutert.
Zunächst erfolgt ein Setzen der lichtemittierenden
Halbleiterchips 11, 12, 13 auf dem Träger 3, der bereits mit der lichtemittierenden Schicht 2 sowie Leiterbahnen 7
versehen ist. Dies ist in der Figur 11A dargestellt. Im nächsten Schritt, Figur HB, kann ein Chip-Umhüllungskörper 61 beispielsweise über je drei lichtemittierende
Halbleiterchips 11, 12, 13 aufgebracht werden. Beispielsweise erfolgt das Aufbringen durch das Verteilen von
Silikontropfen, welche die Chip-Umhüllungskörper 61 bilden. Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 11C, werden die Chip- Umhüllungskörper 61 zum Beispiel mittels einer gesprühten KunststoffSchicht mit einem Reflektor 62 versehen. Die übrigen Bereiche an der dem Träger 3 abgewandten Seite der elektrisch leitenden Schicht 2 werden entweder
fotolithografisch permanent schwarz oder temporär mit einer Schicht verkleidet, Figur HD.
In Verbindung mit den Figuren 12A und 12B sind schematische Darstellungen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips beschrieben, wie sie in hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelementen oder in hier beschriebenen Anzeigevorrichtungen Verwendung finden können. In Verbindung mit der Figur 12A ist ein Halbleiterchip beschrieben, bei dem an der den
Anschlüssen lb abgewandten Seite der Halbleiterschicht lc ein Substrat la, zum Beispiel ein Saphirsubstrat, aufgebracht ist .
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1B ist ein solches
Aufwachssubstrat lb entfernt, sodass der Halbleiterchip frei von einem Substrat ist.
In Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements 10 näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die elektrisch leitenden Körper 5 als Lötkugeln (englisch: solder bumps) ausgebildet. Sie sind über die Metallschichten 89, die beispielsweise durch eine Metallschichtenfolge wie Cr/Cr-Cu/Cu-Au oder TiW/Cu/Au gebildet sind, an die Leitungsbahnen 7 angeschlossen. Bei den Metallschichten 89 handelt es sich um eine Metallisierung unterhalb der Lotkugel (englisch: under bump metallization - UBM) . Die Metallisierung umgibt den leitenden Körper 5 dabei stellenweise in lateralen Richtungen und verhindert eine Diffusion von Material aus dem leitenden Körper 5 in andere Bereiche des lichtemittierenden Bauelements 10.
Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Ausführungsbeispiele können gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden, auch wenn nicht alle Kombinationen explizit beschrieben sind.
Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren
beschriebenen Ausführungsbeispiele alternativ oder zusätzlich weitere Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019112733.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1, 11, 12, 13 Halbleiterchip
la Substrat
lb Anschluss
lc HalbleiterSchicht
2 transparente, leitende Schicht 3 transparenter Träger
4, 4a, 4b Anschlussstelle
5 leitender Körper
6 Umhüllungskörper
61 Chip-Umhüllungskörper
62 Reflektor
7 Leitungsbahnen
71 Leitungsrahmen
8 aktives Bauteil
81 Gate
82, 83, 84 Source
85 Drain
86 HalbleiterSchicht
87 Dielektrikum
88 Substrat
89 Metallschichten
9 Blende
10 Bauelement
H vertikale Abmessung
B erste laterale Abmessung
L zweite laterale Abmessung

Claims

Patentansprüche
1. Lichtemittierendes Bauelement (10) mit
einem lichtemittierenden Halbleiterchip (1),
- einer transparenten, leitenden Schicht (2), und
zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b), wobei
die transparente, leitende Schicht (2) den
lichtemittierenden Halbleiterchip (1) zumindest stellenweise überdeckt, und
die elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b) an einer dem lichtemittierenden Halbleiterchip (1) abgewandten Seite der transparenten, leitenden Schicht (2) angeordnet sind.
2. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach dem vorherigen
Anspruch
mit einem transparenten Träger (3), der die transparente, leitende Schicht (2), den lichtemittierenden Halbleiterchip (1) und die elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b)
vollständig überdeckt.
3. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der lichtemittierende Halbleiterchip (1) zwischen einer der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a,
4b) und der transparenten, leitenden Schicht (2) angeordnet ist, wobei diese elektrische Anschlussstelle (4a, 4b) den lichtemittierenden Halbleiterchip (1) in lateralen Richtungen überragt .
4. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem
der lichtemittierende Halbleiterchip (1) in lateralen Richtungen vollständig von einem Chip-Umhüllungskörper (61) umgeben ist, und
der lichtemittierende Halbleiterchip (1) zwischen einer der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b) und der transparenten, leitenden Schicht (2) angeordnet ist, wobei
diese elektrische Anschlussstelle (4a, 4b) eine der transparenten, leitenden Schicht (2) abgewandte Unterseite des Chip-Umhüllungskörpers (61) bedeckt.
5. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der lichtemittierende Halbleiterchip (1) in lateralen Richtungen von einem elektrisch leitenden Leitungsrahmen (71) umgeben ist, der mit der transparenten, leitenden Schicht (2) in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht.
6. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit einem leitenden Körper (5), der von der transparenten, leitenden Schicht (2) zumindest stellenweise überdeckt ist und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist, wobei eine der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b) den leitenden Körper (5) an seiner der transparenten, leitenden Schicht (2) abgewandten Unterseite stellenweise bedeckt oder die Unterseite des leitenden Körpers (5) bildet eine der zumindest zwei elektrischen Anschlussstellen (4a, 4b) .
7. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der lichtemittierende Halbleiterchip (1) über die transparente, leitende Schicht (2) elektrisch leitend mit dem leitenden Körper (5) verbunden ist.
8. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der drei vorherigen Ansprüche,
bei dem der elektrisch leitende Leitungsrahmen (71) über eine Leitungsbahn (7) elektrisch leitend mit dem leitenden Körper (5) verbunden ist, wobei die Leitungsbahn (7) mit der
transparenten, leitenden Schicht (2) in direktem mechanischem und elektrischem Kontakt steht.
9. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit einem aktiven Bauteil (8), wobei die transparente, leitende Schicht (2) das aktive Bauteil (8) zumindest
stellenweise überdeckt und das aktive Bauteil mit dem
lichtemittierenden Halbleiterchip (1) elektrisch leitend verbunden ist.
10. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem das aktive Bauteil (8) ein Dünnschichttransistor ist oder einen solchen umfasst.
11. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit einem Umhüllungskörper (6), der den lichtemittierenden Halbleiterchip (1), die transparente, leitende Schicht (2) und gegebenenfalls den transparenten Träger (3) stellenweise bedeckt .
12. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der Umhüllungskörper (6) das aktive Bauteil (8) überdeckt.
13. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem der lichtemittierende Halbleiterchip (1) in lateralen Richtungen und an einer der transparenten, leitenden Schicht (2) abgewandten Seite vollständig von einem Chip- Umhüllungskörper (61) umgeben ist.
14. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem der Chip-Umhüllungskörper (61) von einem Reflektor (62) bedeckt ist.
15. Lichtemittierendes Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche
mit zwei oder mehr lichtemittierenden Halbleiterchips (1) .
16. Anzeigevorrichtung mit mindestens einem
lichtemittierenden Bauelement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230045824A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Prilit Optronics, Inc. Bottom-emission light-emitting diode display

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120113673A1 (en) * 2011-01-27 2012-05-10 Min Gyu Na Light emitting device
US20140367633A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 LuxVue Technology Corporation Led display with wavelength conversion layer
EP3343273A2 (de) * 2016-12-30 2018-07-04 LG Display Co., Ltd. Anzeigevorrichtung und mehrfachbildschirmanzeigevorrichtung damit
US20180342691A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. Micro light-emitting-diode display panel and manufacturing method thereof
DE102017123290A1 (de) * 2017-10-06 2019-04-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittierendes Bauteil, Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8314566B2 (en) * 2011-02-22 2012-11-20 Quarkstar Llc Solid state lamp using light emitting strips
DE102017114668A1 (de) * 2017-06-30 2019-01-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Anordnung mit einem optoelektronischen Halbleiterbauteil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120113673A1 (en) * 2011-01-27 2012-05-10 Min Gyu Na Light emitting device
US20140367633A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 LuxVue Technology Corporation Led display with wavelength conversion layer
EP3343273A2 (de) * 2016-12-30 2018-07-04 LG Display Co., Ltd. Anzeigevorrichtung und mehrfachbildschirmanzeigevorrichtung damit
US20180342691A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co. Ltd. Micro light-emitting-diode display panel and manufacturing method thereof
DE102017123290A1 (de) * 2017-10-06 2019-04-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittierendes Bauteil, Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230045824A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Prilit Optronics, Inc. Bottom-emission light-emitting diode display
US11967601B2 (en) * 2021-08-13 2024-04-23 Prilit Optronics, Inc. Bottom-emission light-emitting diode display

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