顯示設備和用於製造顯示設備的方法
2023-05-06 03:56:41
顯示設備和用於製造顯示設備的方法
【專利摘要】提出一種具有半導體層序列(2)的顯示設備(1)，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域(20)並且形成多個像素(2a，2b)。此外，顯示設備(1)具有載體(5)，其中有源區域(20)設置在第一半導體層(21)和第二半導體層(22)之間。半導體層序列(2)具有至少一個凹部(25)，所述凹部從半導體層序列(2)的朝向載體(5)的主面(27)穿過有源區域(20)延伸進入到第一半導體層(21)中並且設為用於電接觸第一半導體層(21)。載體(5)具有多個開關(51)，所述開關分別設為用於控制至少一個像素(2a，2b)。此外，本發明提出一種用於製造這種顯示設備的方法。
【專利說明】顯示設備和用於製造顯示設備的方法
【技術領域】
[0001]本發明提出一種顯示設備以及一種用於製造顯示設備的方法。
【背景技術】
[0002]具有少量像素的LED顯示設備能夠通過以複合方法進行操控來實現，其中對於每個像素將接觸部成行地和將接觸部成列地向外引導並且引向控制裝置。在所述方法中僅能夠在時間上依次操控像素，這在像素的數量增多的情況下對於顯示設備的無閃爍的總亮度而言總是需要流過像素的更高的電流。
【發明內容】
[0003]待實現的目的是，提出一種顯示設備，所述顯示設備能夠實現具有高的解析度和高的重複頻率的圖像生成。此外，應提出一種方法，藉助所述方法有效並且簡單地製造顯示設備。
[0004]所述目的通過獨立權利要求的主題來實現。設計方案和適當方案是從屬權利要求的主題。
[0005]根據一個實施方式，顯示設備具有半導體層序列，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域並且形成多個像素。顯示設備此外具有載體。有源區域設置在第一半導體層和第二半導體層之間，其中第一半導體層和第二半導體層適當地具有彼此不同的傳導類型。半導體層序列具有至少一個凹部，所述凹部從半導體層序列的朝向載體的主面穿過有源區域延伸進入到第一半導體層中並且設為用於電接觸第一半導體層。載體具有多個開關，所述開關分別設為用於控制至少一個像素。
[0006]優選每個像素關聯有恰好一個開關。在顯示設備運行時，每個像素能夠藉助於相關聯的開關來操控。因此，在運行時能夠同時操控多個像素，尤其能夠同時操控所有的像素。
[0007]在製造顯示設備時，像素優選從共同的半導體層序列中得出。這表示，各個像素的半導體層、特別是有源區域關於其材料組成和其層厚度除了製造相關的波動之外是相同的，所述波動沿橫向方向在半導體晶片範圍出現。
[0008]在一個優選的設計方案中，將用於半導體層序列的生長襯底完全地或至少局部地移除或者完全地或至少局部地打薄。載體能夠機械地穩固半導體層序列，以至於對此不再需要生長襯底。優選地，顯示設備完全不具有生長襯底。因此，在顯示設備的運行中在相鄰的像素之間的光學串擾的危險能夠降低。然而，與此不同地，僅將生長襯底打薄成預設的剩餘厚度也是足夠的。
[0009]在一個優選的設計方案中，顯示設備具有第一連接層，所述第一連接層在至少一個凹部中與第一半導體層導電地連接。第一連接層能夠設置在半導體層序列和載體之間。藉助於第一連接層，能夠從半導體層序列的朝向載體的一側電接觸第一半導體層。此外優選地，在載體和半導體層序列之間設置有第二連接層，所述第二連接層局部地與第二半導體層導電地連接。優選地，第二連接層的至少一個導電連接的區域橫向地完全包圍至少一個凹部。第一連接層和/或第二連接層或者至少一個子層優選構成為對於在有源區域中在運行中待產生的輻射是反射性的。對於在有源區域中產生的輻射，優選地，反射率為至少50%，尤其優選為至少70%。
[0010]在顯示設備的俯視圖中，第一連接層和第二連接層能夠重疊。此外，第二連接層能夠局部地設置在半導體層序列和第一連接層之間。替選地，第一連接層和第二連接層能夠不重疊地設置。第一連接層和/或第二連接層此外能夠單層地或者多層地構成。特別地，在一個多層的設計方案中，第一連接層和/或第二連接層能夠包含TCO材料(TransparentConductive Oxide,透明導電氧化物)。
[0011]連接層中的一個能夠對於像素形成共同的電接觸部。第一連接層例如能夠為第一半導體層形成共同的電接觸部，並且像素的第二半導體層能夠藉助於第二連接層分別與開關中的一個導電地連接或者反之。藉助用於多個像素、特別是用於所有的像素的共同的電接觸部，能夠減少像素整體上所需要的接觸的數量。
[0012]在一個設計方案變型形式中，有源區域連續地延伸經過多個像素、特別是所有的像素。也就是說，有源區域連貫地構成並且僅通過至少一個凹部中斷。因此，能夠放棄用於隔斷各個像素的有源區域的附加的製造步驟。
[0013]在一個替選的設計方案變型形式中，有源區域劃分為多個區段，這些區段分別形成像素。
[0014]相鄰的像素之間的劃分例如能夠分別藉助於溝槽來形成，所述溝槽至少隔斷有源區域。特別地，溝槽能夠隔斷整個半導體層序列。
[0015]替選地，溝槽也能夠僅在第一半導體層中構成。也就是說，溝槽沒有隔斷有源區域。藉助於這種溝槽，能夠改進像素之間的光學分隔，而不會隔斷有源區域。
[0016]在製造時，區段從共同的半導體層序列中得出。這些區段的半導體層序列的組成和層厚度因此除了在外延沉積時的生產引起的波動之外是相同的。
[0017]藉助於劃分成區段，能夠簡化地實現相鄰的像素之間的載流子注入的分離。
[0018]在一個設計方案中，至少一個凹部至少局部地沿著區段的環周伸展。特別地，凹部能夠在整個環周上環繞區段。藉助於凹部，各個像素能夠沿著其環周、特別是沿著其整個環周來電接觸，例如藉助於第一連接層來電接觸。第一連接層能夠設置在相鄰的像素之間的凹部的區域中並且例如網格狀地構成。第一連接層為區段的第一半導體層尤其形成共同的電接觸部。
[0019]在一個改進方案中，至少一個區段的側面、特別是多個或者所有的區段的側面具有相對於顯示設備的輻射出射面平行地或者基本上平行地、大致以至多10°的角度伸展的突出部，在所述突出部中電接觸第一半導體層。特別地，第一連接層在突出部的區域中鄰接於第一半導體層。
[0020]在另一個設計方案中，一個像素的第一半導體層與相鄰的像素的第二半導體層導電地連接。因此,所述相鄰的像素彼此串聯地電連接。
[0021]在一個優選的改進方案中，開關在一側上與像素的第一半導體層導電地連接並且在另一側上與像素的第二半導體層導電地連接。因此，藉助於開關，能夠電跨接相關聯的像素。因此，也能夠在一個或多個像素的電串聯電路中實現各個像素的單獨的可操控性。優選地，串聯連接的像素中的每一個都具有用於電跨接的開關。
[0022]凹部的數量特別是能夠取決於顯示設備的使用目的和各個像素的大小在大的範圍中改變。特別地，在第一半導體層連續地伸展經過所有的像素的設計方案中，唯一的凹部對於整個顯示設備已經能夠是足夠的。即使在網格狀地在各個像素之間構成的凹部的情況下，唯一的凹部也是足夠的。然而，對於沿著橫向方向、也就是說沿著在半導體層序列2的半導體層的主延伸平面中伸展的方向的均勻的電流注入而言，取決於第一半導體層的橫向電導率優選地設有多個凹部。優選地，凹部的數量至少與像素的數量一樣大。這不僅在第一半導體層經由第一連接層與開關連接的設計方案中、而且在第一連接層連續地伸展經過像素的設計方案中應用。特別地，在各個像素的相對大的橫向擴展的情況下，每個像素兩個或更多個凹部也能夠是適當的。因此，簡化了在橫向方向上均勻地將載流子注入到像素的有源區域中。
[0023]在一個優選的設計方案中，在半導體層序列的背離載體的一側上設置有輻射轉換元件。輻射轉換元件優選設為用於:將在有源區域中產生的具有第一峰值波長的輻射的至少一部分轉換為具有與第一峰值波長不同的第二峰值波長的次級輻射。
[0024]輻射轉換元件能夠連續地延伸經過多個像素、特別是經過所有的像素。替選地，輻射轉換元件能夠具有多個區段，至少一個像素分別與所述區段相關聯。例如，各三個或者多個像素能夠組合成三色單元，所述三色單元設為用於產生在紅色的、綠色的和藍色的光譜範圍中的輻射。這種顯示設備適合於全彩地顯示不運動的或者運動的圖像。
[0025]在用於製造具有多個像素的顯示設備的方法中，提供半導體層序列，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域。為每個像素在半導體層序列上構成連接面。提供具有多個開關的載體。半導體層序列相對於載體定位成，使得每個開關關聯有一個連接面。在連接面和開關之間建立導電連接。用於半導體層序列的生長襯底被完全地或者局部地移除。
[0026]所述方法不必一定以在上文中列舉的順序執行。
[0027]移除生長襯底優選在建立連接面和開關之間的導電連接之後進行。因此，在這種情況下，在顯示設備的像素已經與載體的相關的開關連接之後，才進行生長襯底的移除。
[0028]替選地，也已經能夠在不同於生長襯底的用作為中間載體的輔助載體上提供半導體層序列。輔助載體能夠在將載體固定在半導體層序列上並且承擔該任務之前用於機械地穩固半導體層序列。在固定在載體上之後能夠移除輔助載體。
[0029]此外優選地，在晶片複合件中同時進行多個顯示設備的製造，其中多個顯示設備通過分割晶片複合件得到，例如通過鋸割或者藉助於雷射分離法。分割成顯示設備優選在建立連接面和開關之間的導電連接之後才進行並且尤其優選在移除用於半導體層序列的生長襯底之後才進行。
[0030]所描述的方法尤其適合於製造在上文中所描述的顯示設備。結合顯示設備所詳述的特徵因此也能夠用於所述方法並且反之亦然。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]其它的特徵、設計方案或者適當方案從下文中結合附圖對實施例的描述中得出。
[0032]附圖示出:[0033]圖1至7分別示出顯示設備的一個實施例的示意剖視圖；以及
[0034]圖8A至8D藉助於示意性地在剖視圖中示出的中間步驟示出用於製造顯示設備的方法的一個實施例。
[0035]相同的、相同類型的或者起相同作用的元件在附圖中設有相同的附圖標記。
[0036]附圖和在附圖中示出的元件彼此間的大小關係不視為是按比例的。更確切地說，為了更好的可視性和/或為了更好的理解，能夠誇張大地示出個別元件。
【具體實施方式】
[0037]在圖1中示意性地在剖視圖中示出顯示設備I的第一實施例。顯示設備具有多個像素，所述像素並排地、特別是矩陣狀地設置。為了簡化地示出，在附圖中示出顯示設備的具有第一像素2a和第二像素2b的一部分。
[0038]顯示設備I具有半導體層序列2。半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域20，所述有源區域在豎直方向上在主面27和輻射出射面29之間延伸。有源區域設置在第一傳導類型的第 一半導體層21和與第一傳導類型不同的第二傳導類型的第二半導體層22之間。例如，第一半導體層能夠構成為是η型傳導的並且第二半導體層能夠構成為是P型傳導的或者反之。在半導體層序列2中構成有多個凹部25，所述凹部從主面穿過第二半導體層22和有源區域20延伸進入到第一半導體層21中。
[0039]有源區域20能夠設為用於產生在可見光譜範圍中、在紫外光譜範圍中或者在紅外光譜範圍中的輻射。特別地，有源區域能夠具有量子阱結構，例如多量子阱結構。
[0040]半導體層序列2、特別是有源區域20優選具有II1-V族化合物半導體材料。半導體材料特別是能夠包含至少一種出自Ga、Al和In的III族元素和至少一種出自N、P和As的V族元素。
[0041]II1-V族化合物半導體材料適合於在紫外(AlxInyGanyN)光譜範圍中經過可見(AlxInyGa1^yN,尤其針對藍色的至綠色的輻射，或者AlxInyGai_x_yP，尤其針對黃色的至紅色的輻射)光譜範圍直到在紅外(AlxInyGanyAs)光譜範圍中產生輻射。在此相應地適用的是I, O ^ y ^ I和x+y ^ 1，特別地，其中x古l,y古Ι,χ古O和/或y古O。藉助尤其來自所述材料系統的πι-v族半導體材料，還能夠在產生輻射時實現高的內部量子效率
[0042]顯示設備I此外具有載體5，在所述載體上設置並且固定有半導體層序列2。在載體5中集成有多個開關51，所述開關例如能夠構成為單獨的電晶體或者構成為具有多個電晶體和電容器的電路。在載體5的朝向半導體層序列2的主面50上，各一個接觸區域54與開關51相關聯，所述接觸區域設為用於與半導體層序列的像素2a、2b電連接。在相鄰的接觸區域54之間在主面50上構成各一個絕緣區域53，所述絕緣區域將接觸區域54彼此電分隔。在載體5中此外構成引線52，經由所述引線，顯示設備的像素能夠經由電控制電路來操控。
[0043]載體5例如能夠構成為娃載體，其中開關51例如能夠以CMOS (Comp I ementaryMetal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)技術來構造。除了開關51之外,載體也能夠具有其它的用於操控顯示設備I的電子部件，例如移位寄存器或者可編程邏輯器件。[0044]除了電操控像素2a、2b，載體5用於半導體層序列2的機械穩固。用於優選外延沉積半導體層序列的生長襯底對此不再是必需的從而能夠在製造顯示設備時移除。
[0045]此外，半導體層序列也導熱地與載體5連接，以至於在運行中產生的廢熱能夠有效地經由載體導出。適合於建立連接的例如是焊接，例如藉助於焊料膏、銀燒結物的焊接，直接接合法或者通過對接觸凸起(隆起部)的接觸，其中在各個接觸凸起之間能夠構成有用於提高機械穩定性的底部填充材料(Underfill，底部填充)。
[0046]為了將半導體層序列2的像素2a、2b與載體5電連接，在半導體層序列2和載體5之間設置有第一連接層31和第二連接層32。第一連接層31延伸穿過凹部25並且設為用於電接觸第一半導體層21。相應地，第二連接層32設為用於電接觸第二半導體層22並且直接鄰接於第二半導體層。連接層優選金屬地構成並且此外優選構成為對於在有源區域20中產生的輻射是反射性的。例如，銀的特徵在於在可見光譜範圍和紫外光譜範圍中的尤其高的反射率。替選地，也能夠應用其它金屬，例如鋁、鎳、金、銠或者鈀，或者應用具有所提到的材料中的至少一種的金屬合金，例如銀-鈀合金或者Au:Ge。
[0047]連接層31、32也能夠多層地構成。在多層的設計方案中，連接層31、32的子層也能夠包含TCO材料，例如銦錫氧化物(ITO)或者氧化鋅。
[0048]在顯示設備I的俯視圖中，第一連接層31和第二連接層32局部地重疊。因此，第二連接層32能夠在相對大的區域中直接鄰接於第二半導體層22並且因此反射由有源區域20在朝向載體5的方向上放射的輻射的絕大部分，以至於這些輻射份額能夠通過輻射出射面29射出。在所示出的實施例中，第二連接層32為每個像素2a、2b形成連接面35，所述連接面與相關的開關51的接觸區域54連接。第一半導體層21連續地藉助於第一連接層31電接觸，以至於第一連接層為顯示設備的所有的像素2a、2b形成共同的接觸部並且直接與引線52連接。
[0049]共同的接觸部能夠在一個或多個部位上與引線52連接或者直接從顯示設備I中引出來。
[0050]在第一連接層31和第二連接層32之間設置有第一絕緣層41，例如氧化矽層。絕緣層用於第一連接層31和第二連接層32之間的電絕緣以及用於第一連接層與第二半導體層22和有源區域20在凹部25的區域中電絕緣。半導體層序列2的側面、特別是有源區域20被第二絕緣層42覆蓋。
[0051]在顯示設備I運行時，像素2a、2b能夠經由開關51彼此無關地並且特別是同時運行。與像素成行地以及成列地與接觸線路連接的設計方案不同，像素的數量能夠提高，而對此在預設的重複頻率的情況下不必減小對於每個像素的切換時間。因此，對於像素的相同的売度而目，不必提聞流過像素的電流。
[0052]在所示出的實施例中，半導體層序列2連續地延伸經過像素2a、2b。有源區域20因此構成為連貫的區域。像素的橫向擴展在該實施例中基本上經由第二連接層32的橫向擴展得出。
[0053]凹部25的數量能夠取決於像素的大小和第一半導體層的橫向電導率在大的範圍中改變。也就是說，不同於所示出的實施例，並非每個像素都必須具有一個自身的凹部25或者甚至多個自身的凹部25。更確切地說，多個並排設置的像素也能夠具有共同的凹部25。在極端情況中，單獨的凹部對於整個顯示設備而言能夠是足夠的。[0054]各個像素2a、2b的稜邊長度能夠在大的範圍中改變。稜邊長度例如能夠位於Ιμπι和Imm之間，其中包括邊界值。為了構成例如用於機動車輛中的自適應前照燈系統(adaptive front lighting system, AFS)的像素化的前照燈,稜邊長度例如優選位於20 μ m和150 μ m之間,其中包括邊界值。對投影顯示而言,稜邊長度優選位於Ιμπι和5 μ m之間，其中包括邊界值。
[0055]相鄰的像素之間的不發射的間距能夠位於0.5 μ m和20 μ m之間，其中包括邊界值。
[0056]特別適合於像素2a、2b和載體5的接觸區域54之間的連接的是金屬，例如金、銀、銅、鎳，或者具有所提到的材料中的至少一種的金屬合金，例如金-錫、銅-銀-錫、銦-錫或者鎳-錫。
[0057]在圖2中示意性地示出的第二實施例基本上相應於結合圖1所描述的第一實施例。對此的不同之處在於，第二連接層32對於顯示設備I的所有的像素2a、2b形成共同的接觸部。第一連接層31分別形成連接面35，所述連接面與同相應的像素相關聯的開關51導電地連接。
[0058]此外，在半導體層序列的輻射出射面29上構成有輻射轉換元件6。在所示出的實施例中，福射轉換元件構成為連貫的元件，所述元件具有多個區段6a、6b。恰好一個區段與每個像素相關聯。在相鄰的區段之間分別構成有分隔板61。藉助於分隔板，區段6a、6b能夠彼此光學絕緣。因此，提高了像素2a、2b之間的光學分隔。
[0059]對於設為用於顯示全彩的靜止的或者運動的圖像的顯示設備而言，區段6a、6b能夠設為用於產生具有彼此不同的峰值波長的次級波長的輻射。
[0060]藉助於三個區段6a、6b，例如能夠形成用於產生在紅色的、綠色的和藍色的光譜範圍中的輻射的三色單元。當然也能夠考慮的是，不連貫地構成輻射轉換元件6並且將輻射轉換元件以彼此機械分隔的各個區段的形式施加到相應的像素2a、2b上。
[0061]輻射轉換元件6能夠以預製的形式固定在輻射出射面29上或者直接構成在輻射出射面上。此外，輻射轉換元件例如能夠藉助於陶瓷顆粒、量子點或者有機分子來形成。所述陶瓷顆粒、量子點或者有機分子能夠嵌入到基體材料、例如聚合物基體材料、例如矽樹脂或者環氧化物或者具有矽樹脂和環氧化物的混合材料中。替選地，輻射轉換元件也能夠形成為陶瓷的輻射轉換元件，其中設為用於轉換輻射的顆粒僅例如通過燒結形成陶瓷或者藉助於其它的材料組合成陶瓷。
[0062]對於像素化的前照燈，輻射轉換元件6的區段6a、6b也能夠構成為是相同類型的。例如，這些區段能夠設為用於從在有源區域20中產生的藍色的輻射到在黃色的光譜範圍中的次級輻射的輻射轉換，以至於對於人眼而言放射顯現白色的光。
[0063]在圖3中示意性示出的第三實施例基本上相應於結合圖2所描述的第二實施例。對此的不同之處在於，相鄰的像素2a、2b藉助於溝槽26彼此分隔。溝槽從輻射出射面29至少延伸穿過有源區域、優選穿過整個半導體層序列2。能夠藉助於溝槽簡化地將像素2a、2b光學地和電學地彼此分隔。為了純光學地分隔像素，溝槽也能夠僅從輻射出射面29延伸進入到第一半導體層21中，而不穿通有源區域20。這種溝槽也能夠在例如結合圖1所描述的連續的第一半導體層21中應用。
[0064]溝槽的側面被第二絕緣層42覆蓋。溝槽26能夠是未填充的或者是由填充材料填充的。填充材料能夠構成為對在有源區域20中產生的輻射是可穿透的、吸收性的或者反射性的。藉助吸收性的或者反射性的填充材料，能夠提高在相鄰的像素之間的光學分隔。例如，電介質材料、例如聚合物材料適合於作為用於溝槽的透明的或者吸收性的填充材料。作為反射性的材料能夠應用金屬層或者用反射性的顆粒、例如二氧化鈦填充的塑料。在將電介質材料用作為填充材料時，也能夠棄用溝槽42的側面上的第二絕緣層42。
[0065]在所示出的實施例中，福射轉換元件6構成為連續的元件,所述元件延伸越過像素2a、2b。輻射轉換元件特別是能夠一件式地構成。顯然，也能夠應用如結合圖2所描述的那樣構成的輻射轉換元件。通常結合圖2和3所描述的輻射轉換元件6適合於結合所有的實施例所描述的顯示設備，即使這些輻射轉換元件為了簡化的視圖沒有在所有的實施例中詳細地示出時也是如此。
[0066]此外，與在圖2中示出的實施例不同地，像素2a具有更多的用於接觸第一半導體層21的凹部25。每個像素更多的凹部特別適合於具有相對大的像素2a、2b的顯示設備，例如在用於像素化的前照燈的顯示設備中。
[0067]在圖4中示出的實施例基本上相應於結合圖3所示出的實施例。對此的不同之處在於，每個像素2a、2b分別具有恰好一個凹部25。因此，各個像素的大小進而相鄰的像素之間的中部間距也能夠最小化。這類顯示設備I尤其適合於作為用於投影顯示器的光源。
[0068]在圖5中示出的第五實施例與之前的實施例的不同之處特別是在於，各個像素2a、2b彼此電串聯地連接。也就是說，像素2a的第一半導體層21經由連接層31、32與相鄰的像素2b的第二半導體層22導電地連接。開關51在一側上、例如在電晶體的源極端子上經由第一連接層31與第一半導體層21導電地連接，並且在另一側上、例如在所述電晶體的漏極端子上經由第二連接層32與第二半導體層22導電地連接。因此，在開關的閉合狀態中，相關的像素電短路進而不發射輻射。在開關51的打開狀態中，載流子到達到該像素的有源區域20中並且在該處複合以發射輻射。換言之，載體5的能切換的跨接部與每個像素相關聯，以至於儘管存在各個像素的串聯電路，仍能夠藉助於開關51單獨地操控各個像素2a、2b。通過這種連接，能夠減少所需要的引線52的數量。此外，流過顯示設備的電流對於所有的像素保持恆定。
[0069]在圖6中示意性地示出顯示設備的第六實施例。所述第六實施例基本上相應於結合圖1所描述的第一實施例。與此的不同之處在於，第一半導體層21對於每個像素經由第一連接層31分別與開關51電連接，並且第二半導體層22經由第二連接層32對於每個像素分別與另一個開關55電連接。因此，每個像素關聯有兩個開關。因此，顯示設備I不具有用於像素的共同的接觸部。像素能夠完全彼此無關地接觸。
[0070]在圖7中示意性地示出顯示設備的第七實施例。所述第七實施例基本上相應於結合圖4所描述的第四實施例。
[0071]與此的不同之處在於，第一連接層31為像素2a、2b的第一半導體層21形成共同的電接觸部。像素的第二半導體層22藉助於第二連接層分別與開關51中的一個導電地連接。
[0072]凹部25對於各個像素2a、2b分別沿著其環周伸展，在所述凹部中，第一連接層31與第一半導體層導電地連接。設置在凹部中的第一連接層在顯示設備I的俯視圖中在相鄰的像素之間伸展。到第一半導體層21中的載流子注入因此能夠經由各個像素的整個環周來進行。為了使第一連接層31與有源區域20並且與第二半導體層22電絕緣，絕緣層41局部地覆蓋區段的側面201。
[0073]在顯示設備的俯視圖中，用於電接觸第一半導體層21的凹部25和設置在像素2a、2b之間的溝槽26重疊。也就是說，橫向與溝槽間隔開的用於電接觸的凹部不是必需的。
[0074]此外，第一連接層31網格狀地在像素2a、2b之間伸展。因此，避免了或者至少減少了在相鄰的像素之間的所不期望的光學串擾。適當地，第一連接層具有至少一個金屬層，所述金屬層對於在運行中產生的輻射是不可穿透的、特別是反射性的。
[0075]第一連接層31僅在像素2a、2b的側面201上鄰接於第一半導體層21。輻射出射面29不具有第一連接層31。因此，避免了輻射出射面的遮暗。與此不同地，第一連接層能夠在豎直方向上延伸直至輻射出射面並且部分地覆蓋所述輻射出射面。例如，第一連接層能夠分別框架狀地在像素的輻射出射面上構成。此外，也能夠考慮的是，第一連接層具有輻射可穿透的子層，所述子層遍布地設置在輻射出射面上並且在凹部25中鄰接於第一連接層的之前所描述的輻射可穿透的子層。因此，簡化了大面積地電接觸第一半導體層21。
[0076]在該實施例中，第一連接層31和第二連接層32在顯示設備I的俯視圖中不重疊地伸展。因此，能夠簡化地實現在這些層之間的電絕緣。然而，只要這些層彼此電絕緣，也能夠考慮重疊的設置。像素2a、2b的側面201分別具有突出部251。在突出部的區域中，側面201平行於輻射出射面29伸展。在突出部的區域中，像素的橫截面突變地增大。也就是說，像素的橫截面在突出部的朝向載體5的一側上至少局部地小於在突出部的背離載體的一側上。第一連接層31在突出部的區域中鄰接於第一半導體層。因此，提高了電接觸第一半導體層21的可靠性。突出部251通過凹部25的底面形成。與具有突出部的設計方案不同地，像素2a、2b的側面201也能夠連續地傾斜於或者垂直於輻射出射面29伸展。凹部25能夠在豎直方向上、也就是說完全延伸穿過半導體層序列，以至於凹部同時形成像素之間的溝槽。
[0077]結合圖8A至8D描述用於製造顯示設備的一個實施例，所述顯示設備如結合圖4所描述的那樣構成。
[0078]在製造時，能夠在晶片複合件中並排地製造多個顯不設備I並且隨後分隔為各個顯示設備。為了簡化的示出，在附圖中相應地僅示出顯示設備的一部分。
[0079]如在圖8A中所示出的，在中間載體28上提供半導體層序列2，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域20，所述有源區域設置在第一半導體層21和第二半導體層22之間。中間載體特別能夠是用於半導體層序列的生長襯底。與半導體層序列2的材料相關地，例如藍寶石、矽或者砷化鎵尤其適合於作為生長襯底。
[0080]與之不同地，中間載體也能夠是與生長襯底不同的輔助載體。在這種情況中，已經將用於半導體層序列2的生長襯底移除。
[0081]從背離中間載體28的主面27起構成多個凹部25，所述凹部穿過第二半導體層22和有源區域20延伸進入到第一半導體層21中。接下來，如在圖SB中所示出的那樣，在預製的半導體層序列2上在主面上構成第一連接層31和第二連接層32，所述第一連接層和所述第二連接層設為用於電接觸第一半導體層或者第二半導體層。目前，首先構成第二連接層32。接下來施加第一絕緣層41，所述第一絕緣層局部地覆蓋第二連接層32和凹部25的側面。接下來施加第一連接層31，使得所述第一連接層與第二連接層32完全電絕緣並且在凹部25的區域中鄰接於第一半導體層21。
[0082]此外，提供載體5，在所述載體中設有多個開關51。在載體5的主面50上，各一個接觸區域54與開關51相關聯。
[0083]在所示出的實施例中，第一連接層31形成用於與相應相關聯的開關51電接觸的連接面35。但是，與此不同地，如結合圖1所描述的那樣，第二連接層32也能夠形成連接面35。
[0084]半導體層序列2和載體5彼此定位為，使得連接面35和接觸區域54在俯視圖中始終重疊。因此，在建立半導體層序列2和載體5之間的連接時，在連接面35和接觸區域54之間建立導電的、機械穩定的並且還導熱的連接。
[0085]在建立半導體層序列和載體5之間的連接之後，如在圖8C中所示出的那樣，能夠將中間載體28、例如生長襯底移除。移除中間載體、特別是生長襯底能夠例如以機械的方式藉助於研磨、以化學的方式例如藉助於蝕刻或者藉助於雷射剝離(LLO)法來實現。
[0086]接下來，如在圖8D中示出的那樣，像素能夠藉助於溝槽26彼此分隔。與此不同地，溝槽26也能夠在將半導體層序列固定在載體5上之前從主面27起構成。為了製造如結合圖1所描述的顯示設備，也能夠放棄構成溝槽。
[0087]接下來，半導體層序列2的側面、特別是有源區域20藉助於第二絕緣層42來覆蓋。在第二絕緣層的光學透明度足夠高的情況下，與所描述的實施例不同地，所述第二絕緣層也能夠覆蓋輻射出射面29。在這種情況下不需要結構化地施加第二絕緣層。為了完成，能夠將顯示設備從晶片複合件中分割，例如以機械的方式例如藉助於鋸割、以化學的方式例如藉助於溼化學蝕刻或者幹化學蝕刻、或者藉助於雷射分離法。
[0088]藉助所描述的方法，能夠以簡單並且可靠的方式構成顯示設備，其中像素2a、2b在顯示設備運行時能夠單獨地操控。在這種顯示設備中能夠提高像素的數量，而不會由此減少各個像素的運行時間。由於半導體層序列的良好的可微結構化性，能夠實現尤其小的像素和像素之間的小的間距。此外，還在晶片複合件中就能夠進行將各個像素2a、2b與相關的開關51連接。對將用於多個顯示設備的半導體層序列和用於多個顯示設備的載體彼此連接並且隨後分割的製造替選地，也能夠將已經分割成多個半導體晶片的半導體層序列轉移到用於一個或多個顯示設備的載體上並且與所述載體導電地連接，在所述半導體層序列中，半導體晶片分別具有多個像素2a、2b。
[0089]顯示設備的特徵此外在於尤其緊湊的結構方式，其中開關已經集成到機械地穩固半導體層序列的載體中。
[0090]本申請要求德國專利申請102011056888.3的優先權，其公開內容通過參引併入本文。
[0091]本發明不局限於根據實施例進行的描述。更確切地說，本發明包括每個新特徵以及特徵的任意的組合，這尤其是包含在權利要求中的特徵的任意的組合，即使所述特徵或所述組合自身沒有明確地在權利要求中或實施例中說明時也如此。
【權利要求】
1.一種顯示設備(1)，所述顯示設備具有半導體層序列(2)和載體(5)，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域(20)並且形成多個像素(2a，2b)，其中 -所述有源區域(20)設置在第一半導體層(21)和第二半導體層(22)之間； -所述半導體層序列(2)具有至少一個凹部(25)，所述凹部從所述半導體層序列(2)的朝向所述載體(5)的主面(27)穿過所述有源區域(20)延伸進入到所述第一半導體層(21)中並且設為用於電接觸所述第一半導體層(21);以及 -所述載體(5)具有多個開關(51)，所述開關分別設為用於控制至少一個像素(2a，2b)。
2.根據權利要求1所述的顯示設備， 其中用於所述半導體層序列的生長襯底(28)被移除並且所述載體機械地穩固所述半導體層序列。
3.根據權利要求1或2所述的顯示設備， 其中在所述半導體層序列和所述載體之間設置有第一連接層(31)和第二連接層(32)，所述第一連接層在至少一個所述凹部中與所述第一半導體層導電地連接，所述第二連接層局部地與所述第二半導體層導電地連接。
4.根據權利要求3所述的顯示設備， 其中所述第一連接層和所述第二連接層在所述顯示設備的俯視圖中重疊。
5.根據權利要求3或4所述的顯示設備， 其中所述第一連接層為所述像素的所述第一半導體層形成共同的電接觸部，並且所述像素的所述第二半導體層藉助於所述第二連接層分別與所述開關中的一個導電地連接，或者反之。
6.根據上述權利要求中任一項所述的顯示設備， 其中所述有源區域連續地延伸經過多個像素。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的顯示設備， 其中所述有源區域劃分成多個區段(20a，20b)，所述區段分別形成像素， 其中所述區段從共同的所述半導體層序列中得出。
8.根據權利要求7所述的顯示設備， 其中一個像素的所述第一半導體層與鄰接的像素的所述第二半導體層導電地連接。
9.根據權利要求8所述的顯示設備， 其中所述開關在一側上與所述像素的所述第一半導體層導電地連接並且在另一側上與所述像素的所述第二半導體層導電地連接。
10.根據權利要求7所述的顯示設備， 其中至少一個所述凹部至少局部地沿著區段的環周伸展。
11.根據權利要求10所述的顯示設備， 其中至少一個區段的側面(201)具有相對於所述顯示設備的輻射出射面(29)平行地或者基本上平行地伸展的突出部(251)，在所述突出部中電接觸所述第一半導體層。
12.根據上述權利要求中任一項所述的顯示設備， 其中在所述半導體層序列的背離所述載體的一側上設置有輻射轉換元件(6)。
13.根據權利要求12所述的顯示設備，其中所述輻射轉換元件連續地延伸經過多個像素。
14.根據權利要求12所述的顯示設備， 其中所述輻射轉換元件具有多個區段^a，6b)，至少一個像素分別與所述區段相關聯。
15.一種用於製造具有多個像素(2a，2b)的顯示設備(I)的方法，所述方法具有下述步驟: a)提供半導體層序列(2)，所述半導體層序列具有設為用於產生輻射的有源區域(20)； b)在所述半導體層序列(2)上為每個像素(2a，2b)構成連接面(35)； c)提供具有多個開關(51)的載體(5);以及 d)將所述半導體層序列(2)相對於所述載體(5)定位成，使得連接面(35)與每個開關(51)相關聯； e)建立所述連接面(35)和所述開關(51)之間的導電連接；以及 f)將用於所述半導體層序列(2)的生長襯底(28)移除。
16.根據權利要求15所述的方法， 其中將步驟f)在步驟e)之後執行。
17.根據權利要求15或16所述的方法， 其中製造根據權利要求1至14中任一項所述的顯示設備。
【文檔編號】H01L27/15GK104011864SQ201280064059
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月11日 優先權日:2011年12月22日
【發明者】諾溫·文馬爾姆 申請人:歐司朗光電半導體有限公司