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Patent Searching and Data


Title:
LED MODULE, LED DISPLAY MODULE AND METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/216549
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing modules having one or more optoelectronic components, comprising the steps of: -producing at least one layer stack providing a base module on a carrier having a first layer, an active layer applied thereto and a second layer formed thereon; -exposing a surface region of the first layer that faces away from the carrier; -forming a first contact on a surface region of the second layer that faces away from the carrier; -forming a second contact on the surface region of the first layer that faces away from the carrier.

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Inventors:
BOSS RUTH (DE)
WITTMANN SEBASTIAN (DE)
PERZLMAIER KORBINIAN (DE)
SINGER FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/058124
Publication Date:
October 29, 2020
Filing Date:
March 24, 2020
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H01L33/60; H01L25/075
Foreign References:
US20150280086A12015-10-01
US20180114878A12018-04-26
EP2430652A12012-03-21
US20090315054A12009-12-24
US20180342492A12018-11-29
US20170069681A12017-03-09
US20150187991A12015-07-02
DE102019110500A2019-04-23
DE102019125875A2019-09-25
EP2020052191W2020-01-29
DE102018119376A12020-02-13
Attorney, Agent or Firm:
ZACCO PATENT- & RECHTSANWÄLTE (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Modulen von LEDs, mit den Schritten :

- Erzeugen mindestens eines ein Basismodul bereitstellenden Schichtenstapels auf einem Trägermit einer ersten Schicht, ei ner darauf aufgebrachten aktiven Schicht und einer darauf aus gebildeten zweiten Schicht;

- Freilegen eines dem Träger abgewandten Oberflächenbereichs der ersten Schicht;

- Ausbilden eines ersten Kontakts an einen dem Träger abgewand ten Oberflächenbereich der zweiten Schicht;

- Ausbilden eines zweiten Kontakts an den dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Aus bilden eines zweiten Kontakts umfasst:

- Ausbilden eines elektrisch isolierenden Dielektrikums über einem Teilbereich der aktiven Schicht und der zweiten Schicht;

- Ausbilden des zweiten Kontakts mit einem leitenden Material, das elektrisch den abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht kontaktierend über das Dielektrikum zu einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schichtverläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Freilegen des dem Träger abgewandten Oberflächenbereichs der ersten Schicht mittels einer flachen Flankenstrukturierung des mindesten eines Schichtenstapels, insbesondere von der Seite der zweiten Schicht her, wobei insbesondere ein flacher Graben, den jeweiligen Schichtenstapel umlaufend, erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeich net durch

Erzeugen einer Vielzahl von Basismodulen als eine Matrix entlang einer X-Y-Ebene entlang mindestens einer Zeile und entlang min destens einer Spalte, wobei Basismodule einer jeweiligen Zeile gleich orientiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basismodule zweier benachbarter Zeilen gleich orientiert werden; oder dass

die Basismodule zweier benachbarter Zeilen entgegengesetzt ori entiert werden, wobei damit Kontakte gleicher Polarität, ins besondere erste Kontakte, zueinander benachbart angeordnet wer den .

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

Erzeugen eines gemeinsamen Schichtenstapels zweier benachbarter zueinander entgegengesetzt orientierter Basismodule.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

gekennzeichnet durch wenigstens einen der folgenden Schritte

- Gruppieren einer Anzahl von Basismodulen zu mindestens einem, insbesondere entlang der X-Y-Ebene rechteckigen oder quadrati schen, LED-Modul, wobei insbesondere bei einer Mehrzahl von Zeilen jede Zeile die gleichen Spalten mit Basismodulen belegt aufweist; und

- Ausbilden des mindestens einen LED-Moduls aus der Vielzahl von Basismodulen mittels einer tiefen Flankenstrukturierung durch die erste Schicht hindurch, insbesondere von der Seite der zweiten Schicht her.

8. Verfahren nach einen der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Basismodule beim Strukturieren der tiefen Flanken auf einem anderen Träger angeordnet sind, im Unterschied zum Freilegen der ersten und zweiten Kontakte.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

gekennzeichnet durch wenigstens einen der folgenden Schritte

- Herauslösen von dem Basismodul oder LED Moduls vom Trägermit tels Laser-Lift-Off; und

- Herauslösen von dem Basismodul oder LED Modul vom Träger, mittels eines mechanischen Verfahrens .

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

gekennzeichnet durch ein

Kontaktieren der Kontakte des LED Moduls an einen Ersatzträger oder Endträger, insbesondere mittels Flip-Chip-Technologie .

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für Kontakte benachbarter entgegengesetzt orientierter Basis- module des LED Moduls gemeinsame Kontaktbereiche erzeugt wer den .

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

die erste Schicht n-dotiert und die zweite Schicht p-dotiert ist, wobei die aktive Schicht insbesondere zur Emission von blauem oder grünem Licht ausgestaltet ist; und/oder dass die erste Schicht p-dotiert und die zweite Schicht n-dotiert ist, wobei die aktive Schicht insbesondere zur Emission von rotem Licht ausgestaltet ist.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

der mindestens eine Schichtenstapel mittels Epitaxie geschaffen wird; und/oder dass

ein Freilegen und/oder ein Gruppieren mittels Ätzens ausgeführt wird .

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter um fassend ein

Erzeugen eines Quantenwellintermixings in Bereichen der aktiven Schicht, die benachbart zu einer tiefen Flankenstrukturierung verlaufen

15. LED Modul, aufweisend mindestens einen ein Basismodul bil denden Schichtenstapel, mit einer an einem Träger ausgebildeten ersten Schicht, eine aktive Schicht und einer zweiten Schicht- ausgebildet ist, wobei ein erster Kontakt in oder auf einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schichtgebil det ist, und ein zweiter Kontakt in oder auf dem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht gebildet ist, und der erste und zweite Kontakt voneinander beabstandet sind.

16. LED Modul nach Anspruch 15, bei dem eine Lichtaustrittsflä che auf einer dem ersten und zweiten Kontakt abgewandten Seite des Schichtenstapels gebildet ist.

17. LED Modul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontakt mittels eines Dielektrikums zur Übergangs schicht und zur zweiten Schichtelektrisch isoliert zu und an dem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schichtverlaufend ausgebildet ist.

18. LED Modul nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das LED Modul eine Vielzahl von in einer Matrix aus mindestens einer Zeile und mindestens einer Spalte angeordneten Basismo dulen umfasst.

19. LED Modul nach Anspruch 18, bei dem ein zu dem LED Modul benachbartes LED durch eine tiefe Flankenstrukturierung ge trennt ist.

20. LED Modul nach Anspruch 19, bei dem Bereiche der aktiven Schicht die benachbart zu einer tiefen Flankenstrukturierung verlaufen, eine insbesondere durch Quantenwellintermixing er zeugte erhöhte Bandstruktur aufweisen.

21 LED Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

die Basismodule zweier benachbarter Zeilen entgegengesetzt ori entiert sind, so dass damit Kontakte gleicher Polarität, ins besondere erste Kontakte, zueinander benachbart angeordnet sind .

22. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

das Modul, insbesondere das Leuchtdioden-Modul, mittels eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche erzeugt wurde. 23. LED Displaymodul mit

- einer an einem ersten Träger ausgebildeten ganzflächigen Ziel matrix, die Zeilen und Spalten von LEDs, besetzbaren Stellen aufweist,

- ein oder mehrere LED Module nach einem der Ansprüche 15 bis 22, die ein oder mehrere Basismodule umfassen, deren Größe mit den besetzbaren Stellen korrespondiert;

dadurch gekennzeichnet, dass

die LED Module an dem ersten Träger in der Zielmatrix derart positioniert und elektrisch angeschlossen sind, dass in dieser eine Anzahl von von Basismodulen unbesetzte Stellen verbleibt, an denen zumindest teilweise jeweils mindestens ein Sensorele ment positioniert und elektrisch angeschlossen ist.

24. LED Displaymodul nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass

eine Vielzahl von an dem ersten Träger ausgebildeten zueinander gleich oder verschieden großen ganzflächigen Zielmatrizenent- lang Zeilen und Spalten mit Zielmatrizenbesetzbarer Stellen mit jeweiligen Abständen zueinander ausgebildet ist.

25. LED Displaymodul nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn zeichnet, dass

die Basismodule in einer Matrixebene Rechtecke ausbilden und in LED Modulen eine beliebige Anzahl von jeweils entlang einer gemeinsamen Seite zueinander benachbarte Basismodule gruppiert sind .

26. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein LED Modul vier Basismodule in zwei Zeilen und zwei Spalten aufweist.

27. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein LED Modul drei Basismodule in zwei Zeilen und zwei Spalten aufweist.

28. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens sieben LED Module mit jeweils vier Basismodule und mindestens zwei LED Module mit jeweils drei Basismodule an der Zielmatrix derart positioniert und elektrisch angeschlossen sind .

29. LED Displaymodul nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass

dass mindestens zwei von Basismodulen unbesetzte Stellen erzeugt sind, an denen jeweils mindestens ein Sensorelement positioniert und elektrisch angeschlossen ist.

30 LED Displaymodul nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass

die von Sensorelementen besetzten Stellen von Basismodulen ein gerahmt sind.

31. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Basismodule ausgebildet sind, um elektromagnetische Strah lung von einer ersten Seite des ersten Trägers abzugeben.

32. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die LED Module Basismodule aufweisen, welche als Subpixel aus gebildet sind.

33. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Stellen der Zielmatrizen als Subpixel eines Pixels sind.

34. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

eine Vielzahl von Sensorelementen als Teil einer am ersten Trä ger ausgebildeten Sensoreinrichtung ausgebildet ist, um elekt romagnetische Strahlung, die auf eine erste Seite des ersten Trägers trifft, zu empfangen.

35. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest ein Sensorelement als ein Vitalzeichen-Überwachungs- Sensor ausgebildet ist.

36. LED Displaymodul nach Anspruch 35, wobei

der Vitalzeichen-Überwachungs-Sensor innerhalb eines Anzeigen schirms oder hinter der hinteren Oberfläche eines Anzeigen schirms angeordnet ist, und der Vitalzeichen-Überwachungs-Sen- sor zur Messung eines oder mehrerer Vitalzeichen-Parameter ei nes Benutzers eingerichtet ist, der ein Körperteil an die vor dere Hauptoberfläche des Anzeigenschirms an dem Vitalzeichen- Überwachungs-Sensor platziert.

37. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Basismodul jeweils eine an einem zweiten Träger ausgebildete erste Schicht aufweist, an der eine aktive Übergangsschicht und an dieser eine zweite Schicht ausgebildet ist, wobei ein erster Kontakt an einem dem zweiten Träger abgewandten Oberflächenbe reich der zweiten Schicht angeschlossen ist, wobei ein zweiter Kontakt an einem dem zweiten Träger abgewandten Oberflächenbe reich der ersten Schicht angeschlossen ist.

38. LED Displaymodul nach Anspruch 37, bei dem

der zweite Kontakt mittels eines Dielektrikums zur Übergangs schicht und zur zweiten Schicht elektrisch isoliert zu und an dem zweiten Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht verlaufend ausgebildet ist.

39. LED Displaymodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

das jeweilige Sensorelement in Form einer Fotodiode, oder in Form eines Fototransistors oder in Form eines Fotowiderstandes oder in Form eines Umgebungslichtsensors oder in Form eines Infrarotsensors oder in Form eines Ultraviolettsensors oder in Form eines Annäherungssensors oder in Form eines Infrarotbau elements ausgebildet ist.

40. Verfahren zur Herstellung eines LED Displaymoduls mit einer an einem ersten Träger ausgebildeten, Zeilen und Spalten von mit Basismodulen, besetzbare Stellen aufweisenden ganzflächigen Zielmatrix,

wobei eine Anzahl von Basismodulen an einem zweiten Träger in einer zu der Zielmatrixeine gleiche Beabstandung von mit Basis modulen besetzbaren Stellen aufweisenden Startmatrix, insbeson dere mittels einer flachen Mesa-Ätzung, ausgebildet wird, dort, insbesondere mittels einer tiefen Mesa-Ätzung, zu einer Anzahl von LED Modulen gruppiert wird und diese LED Module von dem zweiten Träger, insbesondere mittels Laser-Lift-Off oder eines mechanischen oder chemischen Verfahrens, getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass

die LED Module an dem ersten Träger in der Zielmatrix derart positioniert und elektrisch angeschlossen werden, dass in die ser eine Anzahl von von Basismodulen unbesetzte Stellen ver bleibt, an denen zumindest teilweise jeweils mindestens ein Sensorelement positioniert und elektrisch angeschlossen wird.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von an dem ersten Träger ausgebildeten zueinander gleich oder verschieden großen ganzflächigen Zielmatrizenent- lang Zeilen und Spalten mit Zielmatrizenbesetzbarer Stellen mit jeweiligen Abständen zueinander ausgebildet werden.

42. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Basismodule in einer Matrixebene Rechtecke ausbilden und in LED Modulen eine beliebige Anzahl von jeweils entlang einer gemeinsamen Seite zueinander benachbarte Basismodule gruppiert werden .

43. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in mindestens einem LED Modul vier Basismodule in zwei Zeilen und zwei Spalten gruppiert werden.

44. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in mindestens einem LED Modul drei Basismodule in zwei Zeilen und zwei Spalten gruppiert werden.

45. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

mindestens sieben LED Module mit jeweils vier Basismodule und mindestens zwei LED Module mit jeweils drei Basismodule an der Zielmatrix derart positioniert und elektrisch angeschlossen werden, dass mindestens zwei von Basismodulen unbesetzte Stel len erzeugt werden, an denen jeweils mindestens ein Sensorele ment positioniert und elektrisch angeschlossen wird.

46. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die von Sensorelementen besetzten Stellen von Basismodulen ein gerahmt werden.

47. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Basismodule ausgebildet werden, um elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des ersten Trägers abzugeben.

48. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

eine Vielzahl von Sensorelementen als Teil einer am ersten Trä ger ausgebildeten Sensoreinrichtung ausgebildet wird, um elekt romagnetische Strahlung, die auf eine erste Seite des ersten Trägers trifft, zu empfangen.

49. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

ein Sensorelement als ein Vitalzeichen-Überwachungs-Sensor aus gebildet wird.

50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Vitalzeichen-Überwachungs-Sensor innerhalb eines Anzeigen schirms oder hinter der hinteren Oberfläche eines Anzeigen schirms angeordnet wird, wobei der Vitalzeichen-Überwachungs- Sensor zur Messung eines oder mehrerer Vitalzeichen-Parameter eines Benutzers eingerichtet wird, der ein Körperteil an die vordere Hauptoberfläche des Anzeigenschirms an dem Vitalzei- chen-Überwachungs-Sensor platziert .

51. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

ein Basismodul jeweils eine an einem zweiten Träger ausgebildete erste Schicht aufweist, an der eine aktive Übergangsschicht und an dieser eine zweite Schicht ausgebildet wird, wobei ein erster Kontakt an einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht angeschlossen wird, wobei ein zweiter Kontakt an einem dem zweiten Träger abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht angeschlossen wird.

52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontakt mittels eines Dielektrikums zur Übergangs schicht und zur zweiten Schicht elektrisch isoliert zu und an dem zweiten Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht verlaufend ausgebildet wird.

53. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass

ein Sensorelement jeweils in Form einer Fotodiode, oder in Form eines Fototransistors oder in Form eines Fotowiderstandes oder in Form eines Umgebungslichtsensors oder in Form eines Infra rotsensors oder in Form eines Ultraviolettsensors oder in Form eines Annäherungssensors oder in Form eines Infrarotbauelements ausgebildet wird.

Description:
LED MODUL , LED DISPLAYMODUL UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2019 110 500.5 vom 23. April 2019, die Priortät der deutschen Anmeldung DE 10 2019 125 875.8 vom 25. September 2019 und die Priorität der internationalen Anmeldung PCT/EP2020/052191 vom 29. Januar 2020, deren Offenbarungen hier mit durch Rückbezug aufgenommen werden.

HINTERGRUND

Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Bauelemente, und dort insbesondere horizontale Leuchtdioden, d.h. Bauele mente, die liegend an einem Substrat oder Träger kontaktiert sind .

Optoelektronische Bauelemente aber auch generell andere elekt ronische Bauelemente werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen verwendet. Im Bereich optoelektronischer Bauele mente gibt es neben Displayanwendungen im Consumer, Professio nell oder auch Automotive Bereich weitere Nutzungsmöglichkei ten, so z.B. bei Videowalls, Leuchtmitteln und ähnliches. Diese Anwendungen unterscheiden sich hinsichtlich der Bauform und Größe der Bauelemente, selbst wenn die elektrischen Parameter sich ähneln. Dazu werden die optoelektronischen Bauelemente meist als diskrete Bauelemente oder in Modulen gebaut und weiter prozessiert. Entsprechend wurden die dafür infrage kommenden optoelektronischen Bauelemente bislang oftmals speziell für die jeweilige Anwendung gefertigt und optimiert, so dass deren Nut zung bei anderen Anwendungen aufwändig war oder anderen Nach teile in Kauf genomen werden mussten.

In letzter Zeit kam zudem gerade im Automotiv und Consumerbe reich die Forderung auf, zusätzlich zu optoelektronischen Bau elementen auch Sensoren zu integrieren, um so beispielsweise Bio- oder Vitalparameter eines Benutzers erfassen zu können. Bislang wurden diese in dem Consumerprodukt als separate Bau- elemente verbaut. Allerdings sind die dafür notwendigen zusätz lichen Öffnungen beispielsweise in einem Gehäuse oder zustäz- liche blenden nicht mehr gewünscht.

Die DE 10 2018 119 376 zeigt in diesem Zusammenhang ein Display zur Darstellung einer optischen Information, mit einem Träger, wobei am Träger nebeneinander mehrere optoelektronische Bauele mente angeordnet sind, wobei die Bauelemente ausgebildet sind, um sichtbare elektromagnetische Strahlung von einer ersten Seite des Träges abzugeben, wobei am Träger wenigstens ein optischer Sensor vorgesehen ist, um elektromagnetische Strahlung, die auf die erste Seite des Trägers trifft, zu empfangen.

Die oben genannten Anforderungen und Vorgaben führen zu der Forderung nach einer einheitlichen Chiparchitektur und einer gleichen beziehungsweise einfach variierbaren Größe von Bauele menten für die oben genannten Anwendungen und Applikationen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Für die Herstellung einer Anordnung mit mehreren optoelektro nischen Bauelementen auch Leuchtdioden oder LEDs genannt scheint es zweckmäßig zu sein, während der Prozessierung Untereinheiten von Bauelementen oder LEDs vorzusehen, diese zu separieren um sie dann weiterverarbeiten zu können. Dadurch können die Un tereinheiten zum einen einzeln getestet werden. Bei Ausfall von Bauelementen oder LED in den Untereinheiten muss nicht die ganze Applikation, sondern lediglich die Untereinheit ausgetauscht werden. Gleiches gilt für ein Display mit mehreren Untereinhei ten. Auch hier brauch lediglich die Untereinheit mit dem defek ten Bauelement aber nicht das ganze Display ausgetauscht zu werden. Zum anderen kann durch eine Anpassung eines Prozess schrittes die Herstellung flexibler gestaltet werden, so dass sich verschiedene Größen hersteilen lassen. Diese Herangehens weise ist insbesondere als modulare Architektur für LEDs geeig net . Gemäß einem Aspekt der modularen Architektur wird ein Verfahren zur Herstellung von Bauelement-Modulen, insbesondere LED Modu len, mit den Schritten vorgeschlagen:

- Erzeugen mindestens eines ein Basismodul bereitstellenden Schichtenstapels an einem Träger;

- Aufbringen eines ersten Kontakts an einen dem Träger abge wandten Oberflächenbereich des Schichtenstapels;

- Aufbringen eines zweiten Kontakts an einen dem Träger abge wandten Oberflächenbereich einer ersten Schicht.

Auf diese Weise wird mindestens eines ein Basismodul bereit stellender Schichtenstapel vorgesehen, der eine an einem Träger ausgebildete erste Schicht, an der eine aktive Übergangsschicht und an dieser eine zweite Schicht ausgebildet wird, aufweist

Dazu können die folgenden Schritte vorgenommen werden:

- Offenlegen eines dem Träger abgewandten Oberflächenbereichs der ersten Schicht;

- Anschließen eines ersten Kontakts an einen dem Träger abge wandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht;

- Anschließen eines zweiten Kontakts an den dem Träger abge wandten Oberflächenbereich der ersten Schicht.

Entsprechend umfasst dann ein Bauelement-Modul, insbesondere LED Modul mindestens einen ein Basismodul bereitstellenden Schichtenstapel, aufweisend eine an einem Träger ausgebildete erste Schicht, an der eine aktive Übergangsschicht und an dieser eine zweite Schicht ausgebildet ist, wobei ein erster Kontakt an einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht angeschlossen ist, wobei ein zweiter Kontakt an einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht angeschlossen ist. Auf diese Weise kann ein Basismodul als Grundbaustein eines Bauelemente-Moduls mit insbesondere einer Kontaktebene für die Kontakte geschaffen werden. Unter Bauelemente-Modul soll unter anderem ein optoelektronsiches Bauelementemodul verstanden wer den, bzw. ein Leuchtdioden- oder LED-Modul. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es können verschie dene elektronische Module zum Einsatz kommen.

Das Basismodul ist Teil eines größeren Systems, kann jedoch seinerseits in seiner einfachsten Form eine LED umfassen. In einem Aspekt enthält das Basismodul mehrere, wenigstens zwei LEDs. Diese können einzeln angesteuert werden oder auch als redundante Form aufgebaut sein. Nach einem Baustein- oder Bau kastenprinzip kann somit eine Aufteilung eines Ganzen in Teile erfolgen, die als Module bezeichnet werden. Mit einer Rechteck oder einer sonstigen beliebigen Form und einer gemeinsamen Funk tion der Lichtemission können die Module einfach zusammengefügt werden .

Ausgangspunkt ist in einem Aspekt eine LED, mit horizontaler Architektur. Die Größe dieses optoelektronischen Bauelements ist so gestaltet, dass die Anforderungen aus oder für eine besonders anspruchsvolle Anwendung, beispieslweise im Hinblick auf Emissionsfläche, Stromtragefähigkeit oder Temperaturstabi lität erfüllt werden. Um nun ebenso Anforderungen anderer Ap plikationen zu genügen, ist die LED-Architektur derart gestal tet, dass durch eine einfache Anpassung eines Prozessschrittes, und zwar bezüglich der Verwendung einer anderen Maske zur Schichtenstapel- beziehungsweise Mesa-Strukturierung, sich Leuchtdioden hersteilen lassen, die aus mehreren Untereinheiten dieser Bauelementen oder LEDs bestehen.

Beispielsweise liegt die Basisgröße für ein Basismodul im be reich 100pm x 100 pm bis 500 pm mal 500 pm. Neben quadratsichen Größen können auch andere formen, Z.b. Rechtecke oder Hexagons verwendet werden. Durch die Maske und eine geeignete Kontaktie rung oder Vereinzelung würde sich ebenso einfach ein Bauteil mit 100 mih x 200 mih oder 300 mih x 300 mih hersteilen lassen, was wiederum für verschiedene andere Anwendungen geeignet ist. Wie bereits erwähnt, umfasst ein Bauteil eines oder mehrere Basis- module, welches seinerseits eine oder mehrere Bauelemente um fassen kann.

Die modulare Gestaltung mit dem kleinsten benötigten Bauelement als Basiseinheit oder Basismodul, mit der Möglichkeit, diese durch lediglich eine geringe Anpassung in der Prozessierung in ein größeres Bauteil mit einem Vielfachen der Abmessungen der Basiseinheit, des Basismoduls, zu überführen, spart Ressourcen bei der Entwicklung und eröffnet eine gewisse Freiheit in der Produktion derartiger Bauteile. Falls beispielsweise Anwendun gen im LED Bereich mit einer anderen Helligkeit oder Pixelab ständen benötigt werden, kann man die dafür benötigten Chips relativ einfach hersteilen.

In einem Aspekt wird nicht nur die Mesa (Schichtenstapel) anders strukturiert, sondern ebenso eine Kontaktebene. Dazu werden zwar zwei Schritte variiert, jedoch ist es nicht mehr notwendig, sicherzustellen, dass alle Kontaktpads angebunden sind. Mittels der Verwendung einer horizontalen Chiparchitektur können wei tere Prozessschritte zur n-Kontaktanbindung, wie beispielsweise beim vertikalen Chip nach der Montage auf dem Zielsubstrat, vermieden werden. Diese kann die Herstellung vereinfachen und damit die Kosten gegenüber anderen Fertigungstechniken senken.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann der zweite Kontakt mittels eines Dielektrikums zur Übergangsschicht und zur zweiten Schicht elektrisch isoliert zu und an dem dem Träger abgewandten Ober flächenbereich der zweiten Schicht verlaufend ausgebildet wer den .

Je nach Anwendungsbedarf werden Basismodule als eine Matrix entlang einer X-Y-Ebene entlang mindestens einer Zeile und ent lang mindestens einer Spalte ausgeführt, wobei Basismodule ei ner jeweiligen Zeile gleich orientiert werden. Die Basismodule zweier benachbarter Zeilen werden falls erforderlich gleich orientiert. Auf diese Weise ist eine elektrische Serienschal tung von Basismodulen einfach ausführbar.

Alternativ werden die Basismodule zweier benachbarter Zeilen entgegengesetzt orientiert, wobei damit gleiche Kontakte zuei nander benachbart angeordnet werden. Auf diese Weise ist eine elektrische Parallelschaltung von Basismodulen einfach reali siert. Da sich bei horizontalen Bauelementen beide Kontakte für n und p auf der Unterseite befinden, ist es zwecksmäßig, die Chips reihenweise alternierend anzuordnen. So erreicht man, dass bei einer 2 x X-Konfiguration des Chips die Kontakte für die p- Seite für beide Basiselemente in der Mitte des Chips liegen, die n-Kontakte jeweils außen, wodurch ein potenzielles Kurz schlussrisiko minimiert ist.

Ein Herauslösen des mindestens einen Leuchtdioden-Moduls aus der Vielzahl von Basismodulen erfolgt in einigen Aspekten mit tels einer tiefen Flankenstrukturierung durch die erste Schicht hindurch, insbesondere von der Seite der zweiten Schicht her. Es kann mittels Laserliftoff ausgeführt werden, und zwar von der Seite eines Trägers, die dem Modul abgewandt ist. Ebenso wäre ein Ätzprozess denkbar.

Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der Frage, ob und in wieweit derartige Untereinheiten mit Sensoren versehen werden können. Bei einigen Anwendungen, beispielsweise für Displays oder bei Automotiveanwendungen kann es zweckmäßig sein, Senso ren vorzusehen, um Reaktionen oder auch andere Parameter eines Benutzers direkt vor dem Display zu erfassen. Hierzu könnten beispeilswesie Fotosensoren eingesetzt werden, welche die Blickrichtung oder eine Änderung von einer Blickrichtung zu erfassen. Ebenso kann die Lichtmenge erfasst werden, um bei spielsweise ein Bild aufzuhellen oder zu verdunkeln. Ännähe- rungssensoren können einfach implementiert werden, die bei spielsweise in Antwort auf eine erfasste Person ein Display oder eine andere Anwendung aktivieren. Die gleichen Sensoren können auch bei Displays bei Automotiveanwendungen eingesetzt werden. Ebenso sind Sensoren möglich, welche die Aufmerksamkeit eines Fahrers erfassen, um gegebenenfalls bei einer detektierten Müdigkeit Maßnahmen zu initiieren. Auch Vitalparameter eines Benutzers können so ermittelt werden, ohne zusätzliche Öffnun gen in einem Gehäuse vorsehen zu müssen.

Die Erfinder haben erkannt, dass zukünftige Displays eventuell keine Sensoren mehr aufweisen, die außerhalb des Displays an geordnet werden. Vielmehr soll die Funktionalität von Sensoren hinter bzw. in einem ganzflächigen Display als Alternative zu bisherigen getrennten Lösungen ermöglicht werden. Dabei wird sich die hier offenbarte Aufteilung in Basismodule und deren Kombination zunutze gemacht, um so größere einheiten zu schaf fen. Dabei können redundante Plätze für Bauelemente anstatt mit den ursprünglich vorgesehene Bauelementen mit Sensoren bestückt werden. Bezogen beispielswesie auf ein dispaly oder eine vode- wall bedeutet dass, dass Bauelemente für einzelne Pixel oder Subpixel weggelassen oder durch Sensoren ersetzt werden.

Gemäß einem ersten Aspekt wird daher ein Anzeigevorrichtung mit einer Zielmatrix vorgeschlagen, die an einem ersten Träger bzw. Endträger ausgebildet ist. Die Anzeigevorrichtung weist mit optoelektronischen Bauelementen oder LED besetzbare Stellen auf. Zusätzlich werden auf einem zweiten Träger bzw. Ersatzträ ger eine Anzahl von Bauelementen, insbesondere LEDs ausgebil det, sodass eine zu der Zielmatrix gleiche Beabstandung von mit Bauelementen besetzbaren Stellen aufweisenden Startmatrix ent steht. in einem darauffolgenden Schritt werden die Bauelemente auf dem zweiten Träger zu einer Anzahl von Modulen gruppiert und diese Module von dem zweiten Träger getrennt und auf dem ersten Traäger angeordnet. Diese Anordnung erfolgt derart, dass die Module an dem ersten Träger in der Zielmatrix derart posi tioniert und elektrisch angeschlossen werden, dass in dieser eine Anzahl von von Bauelementen unbesetzte Stellen verbleibt. In wenigstens einigen unbesetzten Positionen wird mindestens ein Sensorelement positioniert und elektrisch angeschlossen. Die besetzbaren Stellen der Zielmatrix korrespondieren in ei nigen Aspekten zu Subpixelplätzen oder Pixelplätzen.

Weiterhin sind nun die in dieser Anmeldung offenbarten Module bzw. Untereinheiten an optoelektronischen Bauelementen vorge sehen. Deren Größe bzw. deren Beabstandung entspricht den ent sprechenden Parametern der besetzbaren Stellen der Zielmatrix. Die Untereinheiten sind in Module gruppiert und auf der Ziel matrix derart positioniert und elektrisch kontaktiert, dass in dieser eine Anzahl von von Bauelementen unbesetzte Stellen ver bleibt. In diesen ist zumindest teilweise jeweils mindestens ein Sensorelement positioniert und elektrisch angeschlossen. Somit werden Module bzw. Untereinheiten auf einem Anzeigemodul oder einem Display positioniert, so dass einige Stellen frei bleiben, die so mit Sensoren bestückt werden können. Dadurch werden die Sensoren Teil der Anzeigevorrichtung. Dies hat meh rere Vorteile. Beispielsweise kann auf das Display fallende Licht direkt gemessen und dann ortsabhängig die Beleuchtungs stärke des Moduls oder sogar einzelner LEDs angepasst werden.

Nach einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung vorgeschlagen. Dieses weist eine Ziel matrix mit an einem ersten Träger bzw. Endträger ausgebildeten und mit Bauelementen besetzbare Stellen auf, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die besetzbaren Stellen können im Fall einer Anzeigevorrichtung Subpixeln entsprechen. Darüber hinaus zeigen die Stellen eine Größe und eine Beabstandung, die im Wesentlichen den hier offenbarten Modulen entsprechen. Mit an deren Worten umfasst die Zielmatrix in Zeilen und Spalten an geordnete und mit Modulen von optoelektronischen Bauelementen besetzbare Stellen.

Die Module werde nun wie hier offenbart hergestellt, beispiels weise mit flacher und tiefer Mesaätzung und zu Modulen grup piert. Die so erzeugten Module werden von dem Ersatzträger ab genommen und an die freien Plätze auf der Zielmatrix auf dem Endträger positioniert und elektrisch mit dem Endträger verbun den. Bei diesem Vorgang werden jedoch vorher definierte Stellen freigelassen. Diese werden dann mit jeweils mindestens ein Sen sorelement besetzt, welches positioniert und elektrisch ange schlossen wird.

Der Endträger kann Leitungsverbindungen für die Module an Bau elementen und beispielsweise die einzelnen LEDs aufweisen. Dar über hinaus umfasst der Endträger in einigen Aspekten auch min destens eine Stromquelle und/oder Ansteuerelektronik für die aufgebrachten Module bzw. der Bauelemente. In einem weiteren Aspekt enthält der Endträger zudem auch die Elektronik für das Auslesen des wenigstens einen Sensorelements. Das wenigstens eine Sensorelement kann einen Fotosensor umfassen. Weitere Bei spiele finden sich in der folgenden Beschreibung.

Die vorbereiteten Module bzw. Untereinheiten an LEDs und der dazugehörige Bereich der Zielmatrix auf dem Endträger müssen gleich gerastert sein bzw. eine gleiche Größe und gegebenenfalls gleiche Periodizität aufweisen. Die Beabstandung sollte die gleiche sein, insbesondere, wenn größere mit mehreren Zeilen oder Spalten aufweisende Module transferiert und auf dem end träger aufgebracht werden.

In einem Aspekt sind ein oder mehrere Kontaktbereiche eines Moduls bzw. einer Untereinheit zu einem relevanten Kontaktbe reich von besetzbaren Stellen auf dem Endträger deckungsgleich. Somit lassen sich die Module in die Zielmatrix auf dem Endträger einbauen. Die Module sind damit in die Zielmatrix auf dem End träger einsetzbar beziehungsweise integrierbar.

Es ist damit möglich, eine Anzeigevorrichtung aufzubauen, bei dem die Module, insbesondere die LED-Module, mit einem für alle Bauelemente gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Damit wird in einem Aspekt eine Zielmatrix einer Anzeigevorrichtung mit einem sehr geringen Abstand zwischen den besetzbaren Plätzen bestückt. In diesem Aspekt kann jede besetzbare Stelle mit dem kleinsten zu fertigen Modul bestückt werden. Dadurch ergibt sich eine Anzeigevorrichtung, dass eine sehr hohe Auflösung aufgrund der geringen Größe der Pixel und des kleinen Abstands erlaubt und aufgrund der die Anzeigevorrichtung sehr nahe an ein Auge eines Benutzers gebracht werden kann.

Alternativ ist es möglich, die besetzbaren Stellen der Ziel matrix weiter voneinander zu beabstanden. Ebenso können in ei nigen Aspekten mehrere der hier offenbarten Untereinheiten auf einer solchen besetzbaren Stelle angeordnet sein. In einigen Aspekten können die in Zeilen bzw. Spalten angeordneten Stellen der Zielmatrix jeweils einen Abstand b voneinander aufweisen. Die Module mit den Bauelementen haben jeweils die gleiche Größe und einen Abstand a voneinander. Abstand a kann gleich dem Abstand b sein, was im Wesentlichen der obigen Ausführung ent spricht. Allerdings kann Abstand b auch ein Vielfaches des Ab standes a sein. Da besetzbaren Stellen auch die Kontaktflächen für das Modul oder die Untereinheit umfasst, wird bei einem größeren Abstand b der besetzbaren Stellen zueinander auch der verfügbare Platz größer. Auf diese Weise können größere Module verwendet oder mehrere Module zusammengefasst werden. Ist bei spielsweise der Abstand b 2, 5 -mal so groß wie der Abstand a, so kann auf eine besetzbare Stelle ein Modul gesetzt werden, das aus 4 Einzelmodulen zusammengesetzt ist und es verbleibt immer noch ein Abstand zwischen den auf benachbarte Stellen ange brachten Modulen.

Mittels dieser Ausgestaltung können unterschiedliche Anwendun gen berücksichtigt werden. Je kleiner die Abstände a und b im Falle einer Anzeigevorrichtung sind, umso größer ist die Auf lösung, desto unempfindlicher kann das Auge eines Betrachters sein. Dadurch lassen sich mit den gleichen Modulen unterschied liche Anzeigevorichtungen mit verschiedenen Pixel- bzw. Subpi xelgrößen und Pixelabständen realisieren. Dies mag insofern von Vorteil sein, da Module derartiger Bauelemente unabhängig von der Zielmatrix, dessen Träger und dessen Verdrahtung herstell bar sind.

Die bereits offenbarte flache Mesaätzung, die zur elektrischen Kontaktierung der Pixel und der Ausbildung der Module und der Zielmatrix dient und in der im Raster geätzt wird, wird mit einer sogenannten tiefen Ätzung kombiniert, bei der dann das Chip-Raster und die Module festgelegt werden können. Dieses Chip-Raster kann sich je nach Anwendungsfall von einem Pixel chip-Raster unterscheiden. Beispielsweise könnte man dann 2x2 große Chips mit je 4 Subpixeln (4 Basiseinheiten) für eine Anzeigevorrichtung hersteilen. Eine Basiseinheit ist jeweils ein optoelektronisches Bauelement oder eine LED. Durch eine geschickte Gestaltung der Maske für die zweite Mesaätzung könnte man ebenso Pixel erstellen, die jeweils eine Basiseinheit we niger umfassen. Beim Aneinanderreihen dieser Pixel entsteht dann ein Display mit „Löchern" in der Größe einer Basiseinheit be ziehungsweise Mehrfachen davon. Unter diesen „Löchern" oder „Fehlsubpixeln" lassen sich dann beispielsweise verschiedene Sensoren unterbringen. Durch die Kombination sind Subpixel mit Redundanz möglich, wobei bei einigen der redundante Subpixel durch den Sensor ersetz wird.

Es ist hierzu zweckmäßig, dass optoelektronische Bauelemente oder Leuchtdioden mit einer einheitlichen Chiparchitektur und einer gleichen bzw. einfach variierbaren Größe der Chips zur Herstellung von Anzeigen bereitgestellt werden. Hierzu können die hier beschriebenen Techniken verwendet werden. Bei der Er zeugung von Modulen der offenbarten Art, ist es beispielsweise möglich, die in dieser Anmeldung offenbarten Deckelektrode oder auch die umlaufende Struktur zu benutzen, um die Lichtausbeute zu erhöhen. In einigen Aspekten können die Module im Anschluss weiter prozessiert werden, beispielsweise durch Aufbringung ei ner photoelektrischen Struktur. An dieser Stelle sei jedoch auch erwähnt, dass die Module schon in ihrem Herstellungsprozess mit einer solchen Struktur versehen werden können. In einigen Aspekten werden die Bauelemente zu Rechtecksförmigen oder quadratischen Modulen zusammengefasst, die wiederum in be liebiger Art, insbesondere zu Zeilen kombinierbar sind. Durch die Herstellung mittels flacher und tiefer Ätzung lassen sich Wafer aus derartigen Modulen vorbereiten, die je nach Bedarf für die Zielmatrix dann vereinzelt werden können. Auf diese Weise lassen sich Module verschiedener Größe realisieren. Die freie Positionierung erlaubt es, gezielt Stellen unbesetzt zu belassen. Ebenso könne Gruppen von Zellen oder auch ganze Zeilen oder Spalten unbesetzt bleiben. Schließlich lassen sich mit diesen Modulen anzeigevorrichtungen oder andere Anwendungen re alisieren, deren Zielmatrix eine andere Anordnung von besetz baren Stellen aufweiset, also z.B. nicht in Zeilen und Spalten.

Gemäß einer Ausgestaltung für eine Anzeigevorrichtung kann min destens ein Modul vier Pixelelemente in zwei Zeilen und zwei Spalten aufweisen. Jedes Pixelelement kann ein oder mehrere Subpixel umfassen. In einer anderen Ausgestaltung kann ein Modul vier Subpixelelemente aufweisen, die ebenfalls in einer 2x2 Matrix angeordnet sind. Dies ist eine einfach handhabbare Aus führung. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens ein Modul zwei Zeilen und zwei Spalten aufweisen, jedoch nur drei Bauelemente. Dies ist eine einfach handhabbare Ausführung, bei der bereits mit dem Modul eine unbesetzte Stelle bereitgestellt wird .

In einer weiteren Ausgestaltung für eine Anzeigevorrichtung können mindestens sieben Module mit jeweils vier Pixelelementen und mindestens zwei Module mit jeweils drei Pixelelementen in der Zielmatrix auf dem Endträger derart positioniert und elektrisch angeschlossen sein, dass mindestens zwei von Pi xelelementen unbesetzte Stellen erzeugt sind, an denen jeweils mindestens ein Sensorelement positioniert und elektrisch ange schlossen ist. Auch hier können die Somit können Module beliebig ausgestaltet und miteinander auf dem Endträger derart verknüpft oder aneinander positioniert werden, dass gezielt unbesetzte Stellen erzeugt werden können. Auch hier umfassen die Pixelele mente entweder mehrere Subpixelelemente und entsprechende LEDs oder jedes Pixelelement ist selbst eine LED.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die von Sensorelemen ten besetzten Stellen von Bauelementen eingerahmt sein. Auf diese Weise sind klar definierte Positionen, von Bauelementen unbesetzten Stellen, explizit für Sensorelemente bereitstell bar. In einigen Aspekten können die Module zur Anordnunge in Subpixeln erzeugt werden. Module, die in verschiedenen Farben emittieren, können auf verschiedenen zweiten Trägern bzw. Er satzträgern bereitgestellt werden.

Gemäß verschiedenen Ausführungen kann eine Vielzahl von Senso relementen als Teil einer am ersten Träger bzw. Endträger aus gebildeten Sensoreinrichtung ausgebildet sein, um elektromag netische Strahlung, die auf eine erste Seite des ersten Trägers trifft, zu empfangen. Auf diese Weise können je nach Verwendung unterschiedliche Strahlungsspektren erfasst werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann ein Sensorelement als Fotodiode, in Form eines Fototransistors, in Form eines Fotowiderstandes, in Form eines Umgebungslichtsensors, in Form eines Infra rotsensors, in Form eines Ultraviolettsensors, in Form eines Annäherungssensors oder in Form eines Infrarotbauelements aus gebildet sein. Ebenso kann der Sensor ein Vitalsensor sein, der einen Vitalparameter erfasst. Die Anzeigevorrichtung ist damit vielseitig verwendbar. Ein Vitalzeichen kann beispielsweise die Körpertemperatur sein.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Vitalzeichen-Überwa- chungs-Sensor innerhalb eines Anzeigenschirms oder hinter der hinteren Oberfläche eines Anzeigenschirms angeordnet sein, wo bei der Sensor zur Messung eines oder mehrerer Parameter eines Benutzers eingerichtet ist. Dieser Parameter ist neben einer Körpertemperatur auch z.B. die Blickrichtung des Auges, Pupil lengröße, Hautwiderstand oder ähnliches. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann ein Bauelement jeweils eine an einem Träger ausgebildete erste Schicht aufweisen, auf der eine aktive Übergangsschicht und auf dieser eine zweite Schicht ausgebildet ist. Ein erster Kontakt ist an einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht an geschlossen ist, und ein zweiter Kontakt ist an einem dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht angeschlos sen. Diese Ausgestaltung entspricht einer vertikalen LED. Auf diese Weise können die Bauelemente von lediglich einer Seite kontaktiert werden. In weiteren Aspekten hierzu kann der zweite Kontakt mittels eines Dielektrikums zur Übergangsschicht und zur zweiten Schicht elektrisch isoliert zu und an dem Träger abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht verlaufen.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläu tert .

Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines vorgeschlagenen Basismoduls zur Bereitstellung von Leuchtdio- den-Modulen nach einigen Gesichtspunkten des vorgeschlagenen Konzepts ;

Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 auf einem Ersatzträger gemäß weiteren Aspekten;

Figur 3 illustriert das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 mit einem weiteren Basismodul;

Figur 4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 mit ge trennten Kontaktierungen der Kontakte;

Figur 5 illustriert das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 mit gemeinsamer Kontaktierung der ersten Kontakte; Figur 6 zeigt eine weitere Darstellung eines Ausführungsbei spiels eines vorgeschlagenen Basismoduls zur Bereitstellung ei nes zwei Zeilen und zwei Spalten von Basismodulen aufweisenden Leuchtdioden-Moduls nach einigen Aspekten des vorgestellten Konzepts;

Figur 7A bis 7D stellen vier Querschnitte zweier entgegengesetzt orientierter Basismodule zweier benachbarter Zeilen dar;

Figur 8 zeigt eine weitere Darstellung eines Ausführungsbei spiels eines vorgeschlagenen Basismoduls zur Bereitstellung ei- nes zwei Zeilen und drei Spalten von Basismodulen aufweisenden Leuchtdioden-Moduls ;

Figur 9A bis 9D illustrieren vier Querschnitte zweier entgegen gesetzt orientierter Basismodule zweier benachbarter Zeilen;

Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf eine Basismodule aufweisende Matrix mit Gruppierungen zur Erläuterung weiterer Aspekte;

Figur 11 illustriert eine Draufsicht auf eine Basismodule auf weisende Matrix mit weiteren Gruppierungen;

Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf eine Basismodule aufweisende Matrix mit einer weiteren möglichen Gruppierung; Figur 13 ist eine Draufsicht auf eine Basismodule aufweisende Matrix mit einer weiteren möglichen Gruppierung;

Figur 14A illustriert eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführung eines LED Moduls mit einer zusätzlichen photonischen Struktur; Figur 14B stellt ein Beispiel dar, wie ein vorgeschlagenes Modul durch einen in dieser Anmeldung beschriebenen Transferstempel abgehoben werden kann;

Figur 15 zeigt mehrere Schritte eines Ausführungsbeispiels für ein vorgeschlagenes Verfahren zur Herstellung von Modulen; Figur 16 illustriert eine schematische Darstellung eines wei teren Verfahrens zur Herstellung von Modulen nach einigen As pekten des vorgeschlagenen Prinzips;

Figur 17A sind Darstellungen zu einigen Schritten des in Figur 16 vorgestellten Verfahrens;

Figur 17B zeigt eine Darstellung zu weiteren Schritten des in Figur 16 vorgestellten Verfahrens für eine Erläuterung ver schiedener Gesichtspunkte;

Figur 17C zeigt eine Darstellung einer Anordnung einer Vielzahl von ganzflächigen Zielmatrizen;

Figur 17D illustriert beispielhaft in schematischer Darstellung verschiedene Kontaktoberflächen, die geeignet sind, die vorge schlagenen LED Module zu kontaktieren;

Figur 17E zeigt einen Ausschnitt eines Displays mit Kontaktbe reichen und einigen Modulen;

Figur 18 eine Ausführungsform für ein doppeltes Transferverfah ren mit vorgeschlagenen Modulen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf vor allem auf An zeigevorrichtungen und Displays und somit auf Basiseinheiten und Modulen aus optoelektronischen Bauelementen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung oder die dar gestellten Bauelemente beschränkt. Vielmehr lassen sich die vorgestellten Prinzipien und Ausführungen verallgemeinnern, so dass sie für eine Vielzahl elektronischer Anwendungen und Ap plikationen geeignet sind, bei denen eine Skalierung d.h. eine kombination gleicher Bauelemente notwendig ist.

Figur 1 zeigt eine modulare Architektur von Bauelementen glei cher Bauart andhand optoelektronischer Bauelementen oder LEDs. Figur 1 zeigt verschiedene horizontale LEDs, die in sogenannten Basismodulen zur Bereitstellung von LED-Modulen zusammengefasst sind. Das Basismodul umfasst einen Schichtenstapel, der eine an einem Träger bzw. Ersatzträger 1 ausgebildete erste Schicht 3 aufweist, an der eine aktive Schicht 7 und an dieser eine zweite Schicht 5 ausgebildet ist. Ein erster Kontakt 9 ist an einem dem Träger 1 abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht 5 aufgebracht, wobei ein zweiter Kontakt 11 an einem dem Träger 1 abgewandten Oberflächenbereich der ersten Schicht 3 ange schlossen ist. Der zweite Kontakt 11 ist mittels eines Dielekt rikums 10 zur aktiven Schicht 7 und zur zweiten Schicht 5 elektrisch isoliert und zu und an dem dem Träger 1 abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht 5 verlaufend ausgebil det .

Bei der Herstellung des Basismoduls wird ein dem Träger 1 ab gewandter Oberflächenbereich der ersten Schicht 3 nach der Er zeugung des Schichtenstapels offengelegt. Das heißt, an einem Randbereich des Schichtenstapels wird Material der zweiten Schicht 5, der aktiven Schicht 7 und teilweise der ersten Schicht 3 wieder entfernt.

Dies kann beispielsweise mittels einer Flankenstrukturierung des mindesten eines Schichtenstapels, insbesondere von der Seite der zweiten Schicht 5 her, ausgeführt werden, wobei insbesondere in einem Flankenstrukturierungsbereich 13 ein den mindestens einen Schichtenstapel umlaufender Graben erzeugt wird. Der Gra ben wird auch als Mesagraben bezeichnet. Die Flanken eines Schichtenstapels werden entsprechend Mesaflanken genannt. Diese Strukturierung wird mittels entsprechenden Masken ausgeführt.

Bei einer Flankenstrukturierung können, insbesondere mittels induktiv gekoppeltes Plasma ICP oder reaktives Ionenätzen RIE, weggeätzte Bereiche anschließend mittels Chemical vapor depo- sition (chemisches Abscheiden aus der Gasphase) mit einer Iso lationsschicht oder einem Dielektrikum 10, beschichtet werden, als Dielektrikum komm SiO oder auch ZnO zum Einsatz. Der zweite Kontakt 11 kann ITO (Indiumzinnoxid) aufweisen und wird mittels Sputtern oder physical vapor deposition (physikalisches Ab scheiden aus der Gasphase) erzeugt.

Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Basismodulen in Form einer Matrix entlang einer X-Y-Ebene, d.h. entlang mindestens einer Zeile und entlang mindestens einer Spalte auf einem Träger 1 erzeugt. Dazu ist am rechten Randbereich neben der flachen auch eine weitere, eine tiefe Flankenstrukturierung durch den Träger 1 und die erste Schicht 3 hindurch ausgeführt. Der Be reich 15 korrespondiert zu der tiefen Flankenstrukturierung

Durch die tiefe Flankenstrutkurierung läßt sich ein Modul aus einer Matrix einer Mehrzahl von Basismodulen auf einem Träger 1 herauslösen. Die tiefe Flankenstrukturierung kann mittels Ät zens, insbesondere trockenchemisches Ätzen oder Plasmaätzen ausgeführt werden.

Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Basismoduls B gemäß Figur 1 auf einem weiteren Träger bzw. Endträger 2 umgedreht angeordnet. Der weitere Träger bzw. Endträger 2 kann durchlässig für das von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Licht sein. Zudem ist das Material des Trägers 1 entfernt worden. Dies kann beispielsweise mittels Wegschleifen oder sogenanntes La- ser-Lift-Off (LLO) ausgeführt werden. Das Basismodul B ist so als Flip-Chip auf dem weiteren Träger bzw. Endträger 2 angeord net und dort kontaktiert.

Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 mit einem weiteren Basismodul B mit Flankenbereich 15 ' ohne Träger 1. Beide Basismodule B sind zueinander entgegengesetzt orientiert, wobei damit gleiche Kontakte, und zwar erste Kontakte 9, zuei nander benachbart angeordnet sind. Beide Basismodule B können ursprünglich auf dem Träger 1 in zwei benachbarten Zeilen einer Matrix ausgebildet worden sein. Nach einem Entfernen des Trägers 1 sind die Basismodule B umgedreht auf einem weiteren Träger oder Endträger 2 angeordnet worden. Die zwei benachbarten zu einander entgegengesetzt orientierten Basismodule B sind hier als ein gemeinsamer Schichtenstapel erzeugt worden. In diesem Fall wäre die gestrichelte Linie 17 ' in Figur 3 ein Oberflä chenbereich der zweiten Schicht 5 in der Mitte zwischen beiden Basismodulen. Um jedoch ein Übersprechen zu verhindern, ist die Schicht 5 in der Mitte mittels Strukturierung abgetragen. Die durchgezogene Linie 17 zeigt nach einer derartigen Strukturie rung, die auch die aktive Schicht durchtrennt, einen Oberflä chenbereich der ersten Schicht 3.

Figur 4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 mit ge trennten Kontaktierungen der Kontakte. Erste Kontakte 9 und zweite Kontakte 11 sind elektrisch getrennt mit korrespondie renden Kontaktierungen auf dem Endträger 2 verbunden. Eine erste Kontaktierung 19 ist mit dem ersten Kontakt 9 eines jeden Moduls und eine zweite Kontaktierung 21 ist mit einem zweiten Kontakt 11 elektrisch verbunden. Die Kontakte 21 und 19 sind in vorhe rigen Schritten im Endträger 2 hergestellt. Die Basismodule werden dann auf dem Endträger 2 platziert und so eine elektri sche Verbindung erzeugt.

Wie in der vorherigen Ausführung ist auch hier der mittlere Bereich durch eine zusätzliche Strukturierung teilweise ent fernt. Alternativ kann sie auch bestehen bleiben.

Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 mit gemein samen Kontaktierungen der ersten Kontakte. Zweite Kontakte 11 sind elektrisch getrennt an Kontaktierungen des Endträgers 2 angeschlossen. Eine an einer Oberfläche des Endträgers 2 auf gebrachte erste Kontaktierung 19 ist an zwei erste Kontakte 9 elektrisch angeschlossen. Zweite Kontaktierungen 21 sind ge trennt an zweite Kontakte 11 elektrisch angeschlossen. Wie in der vorherigen Ausführung ist auch hier der mittlere Bereich durch eine zusätzliche Strukturierung teilweise entfernt. Al ternativ kann sie auch bestehen bleiben.

Grundsätzlich können in den Figuren 3 bis 5 infolge einer tiefen Flankenstrukturierung zwischen den beiden Basismodulen B eine erste Schicht 3, eine Übergangsschicht 7 und eine zweite Schicht 5 vollständig entfernt werden. Die beiden Basismodule B können mittels Flip-Chip-Technologie an den weiteren Träger bzw. End träger 2 kontaktiert werden. Figur 6 zeigt oben eine weitere Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines vorgeschlagenen Basismoduls B einer einzelnen LED zur Bereitstellung eines unten dargestellten zwei Zeilen und zwei Spalten von Basismodulen B aufweisenden Moduls . Das oben dargestellte Basismodul B kann hier auf einem Träger 1, aber ebenso ohne Träger bereitgestellt sein. Bei dieser Draufsicht sind ein erster Kontakt 9 und ein zweiter Kontakt 11 sichtbar, und zusätzlich die erste Schicht 3, die Übergangsschicht 7 sowie die zweite Schicht 5 darge stellt .

Gemäß Figur 6 unten sind vier Basismodule B zu einem Modul gruppiert worden. Bereits auf einem Träger 1 kann diese Matrix mit zwei Zeilen und zwei Spalten in einer X-Y-Ebene ausgewählt worden sein. Bei der Herstellung von benachbarten Zeilen auf dem Träger 1 können die Basismodule B einer Zeile gleich ori entiert sein. Die untere Zeile weist hier Basismodule B auf, die zu den oberen Basismodulen B entgegengesetzt angeordnet sind. Das in Figur 6 unten dargestellte Modul kann nach einer flachen Flankenstrukturierung noch auf dem nicht dargestellten Träger 1 angeordnet sein. Anschließend erfolgt eine Gruppierung in das rechteckige Leuchtdioden-Modul durch Auswählen eines Herauslösebereichs . Dieser wird mittels einer tiefen Flanken strukturierung entlang eines das Modul umfassenden Rechtecks herausgelöst. Das so erzeugte 2 x 2 (zwei Zeilen mal zwei Spal ten) Modul weist beispielsweise eine Breite von circa 400 Mik rometern und eine Länge von circa 600 Mikrometern auf.

Figur 7A bis 7D zeigen vier Querschnitte zweier entgegengesetzt orientierter Basismodule B, die umgedreht, d.h. als Flip-Chips an einem weiteren Träger bzw. Endträger 2 angeordnet sind. Ein Basismodul B kann eine Breite von circa 200 Mikrometer und eine Länge von 300 Mikrometern aufweisen. Je nach Maskierung bei einem Mesa-Ätzen insbesondere zur Bereitstellung einer flachen Flankenstrukturierung können Vorläufer von Bauelementmodulen geschaffen werden, die nachfolgend insbesondere mittels einer tiefen Flankenstrukturierung aus einem Träger, insbesondere Träger 1, zum oder als Leuchtdioden-Modul herausgelöst werden können. Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Dielektrikum.

Gemäß Figur 7A sind zwei entgegengesetzt orientierte einzelne Basismodule B zueinander benachbart angeordnet. Deren erste Kontakte 9 liegen aneinander an, berühren sich aber nicht. Der Querschnitt gemäß Figur 7A zeigt, dass eine flache Flanken strukturierung von der Seite der zweiten Schicht 5 herausgeführt wurde. Dadurch wird ein flacher Graben geschaffen, der ein je weiliges Basismodul B beziehungsweise einen jeweiligen Schich tenstapel umläuft. Eine tiefe Flankenstrukturierung erfolgte von der Seite der ersten Schicht 3 her, damit die einzelnen Basismodule getrennt sind. Dadurch werden zuerst mehrere noch miteinander verbundene Basismodule auf dem Endträger 2 platziert und dann mittels der Flankenstrukturierung von der Seite 3 her getrennt. Der ursprüngliche Träger 1 wurde entfernt.

Gemäß Figur 7B sind ebenso zwei entgegengesetzt orientierte einzelne Basismodule B zueinander benachbart angeordnet. Deren erste Kontakte 9 liegen aneinander an, berühren sich aber nicht. Der Querschnitt gemäß Figur 7B zeigt, dass eine flache Flanken strukturierung der Schichtenstapel von der Seite der zweiten Schicht 5 her, ausgeführt wurde. Eine tiefe Flankenstrukturie rung der Schichtenstapel erfolgte hier im Unterschied zu Figur 7A ebenso von der Seite der zweiten Schicht 5 her, also von derselben Seite, wie die untiefe Flankenstrukturierung. Der ur sprüngliche Träger 1 wurde entfernt.

Figur 7C zeigt einen Zwischenschritt. Danach sind zwei entge gengesetzt orientierte Basismodule B angeordnet, die miteinan der als ein Stück erzeugt sind. Deren erste Kontakte 9 liegen zueinander benachbart. Es ist ein gemeinsamer Schichtenstapel zweier benachbarter zueinander entgegengesetzt orientierter Ba sismodule erzeugt, wobei eine erste Schicht 3, eine Übergangs schicht 7 und eine zweite Schicht 5 jeweils als eine Einheit entlang des Endträgers 2 erzeugt wurden. Der Querschnitt gemäß Figur 7C stellt ebenso dar, dass eine untiefe Flankenstruktu rierung des Schichtenstapels von der Seite der zweiten Schicht 5 her ausgeführt wurde, wobei lediglich die Randbereiche der beiden zweiten Kontakte 11 flach flankenstrukturiert sind. Der Bereich zwischen den beiden ersten Kontakten 9 ist nicht flan kenstrukturiert, das heißt, die dortige zweite Schicht 5 ver bleibt unbearbeitet. Nach der Kontaktierung wird eine tiefe Flankenstrukturierung des Schichtenstapels hier wie bei Figur 7A von der Seite der ersten Schicht 3 her durchgeführt und die Module getrennt (nicht dargestellt). Der ursprüngliche Träger 1 wurde entfernt.

Gemäß Figur 7D sind ebenso zwei entgegengesetzt orientierte Basismodule B angeordnet, die miteinander als ein Stück erzeugt wurden. Deren erste Kontakte 9 liegen zueinander benachbart. Es ist ein gemeinsamer Schichtenstapel zweier benachbarter zuei nander entgegengesetzt orientierter Basismodule erzeugt worden, wobei eine erste Schicht 3 als eine Einheit entlang des Endträ gers 2 erzeugt wurde. Der Querschnitt gemäß Figur 7D zeigt, dass eine flache Flankenstrukturierung des Schichtenstapels von der Seite der zweiten Schicht 5 her, ausgeführt wurde, wobei ein flacher Graben um ein jeweiliges Basismodul B herum erzeugt wurde. Insbesondere der Bereich zwischen den beiden ersten Kon takten 9 ist flankenstrukturiert, das heißt, die dortige zweite Schicht 5 und die Übergangsschicht 7 sowie ein Teil der ersten Schicht 3 sind ebenso dort wie im Randbereich der zweiten Kon takte 11 entfernt worden. Eine tiefe Flankenstrukturierung des Schichtenstapels erfolgte hier wie bei Figur 7B von der Seite der zweiten Schicht 5 her. Es verbleibt im Bild lediglich ein kleiner Steg, der aber falls erforderlich noch getrennt werden kann .

Figur 8 zeigt eine weitere Darstellung eines Ausführungsbei spiels eines vorgeschlagenen Basismoduls B zur Bereitstellung eines unten dargestellten, zwei Zeilen und drei Spalten (2 x 3) von Basismodulen B aufweisenden Bauelementemoduls. Das oben dargestellte Basismodul B kann hier auf einem Träger 1, aber ebenso ohne Träger bereitgestellt sein. Bei dieser Draufsicht sind ein erster Kontakt 9 und ein zweiter Kontakt 11 darge stellt, sowie die erste Schicht 3, die Übergangsschicht 7 sowie die zweite Schicht 5 sichtbar.

Gemäß Figur 8 unten sind sechs Basismodule B zu einem Bauele mentemodul gruppiert. Bereits auf einem Träger 1 ist diese Mat rix mit zwei Zeilen und drei Spalten in einer X-Y-Ebene ausge wählt. Bei der Herstellung von benachbarten Zeilen auf dem Trä ger 1 werden zudem die Basismodule B einer Zeile gleich orien tiert. Die untere Zeile weist hier Basismodule B auf, die zu den oberen Basismodulen B entgegengesetzt angeordnet sind. Das in Figur 8 unten dargestellte Bauelementemodul kann nach einer flachen Flankenstrukturierung noch auf dem Träger 1 angeordnet sein. Es erfolgt eine Gruppierung in das rechteckige unten dar gestellte Leuchtdioden-Modul durch Auswählen eines Herauslö- sebereichs. Dieser kann mittels einer tiefen Flankenstrukturie rung entlang eines das Modul umfassenden Rechtecks herausgelöst werden. Das erzeugte 2 x 3 (zwei Zeilen mal drei Spalten in einer X-Y-Ebene) Bauelementemodul besitzt eine Breite von circa 500 Mikrometern und eine Länge von circa 500 Mikrometern. Mit dieser Methode kann eine beliebige Kombination einer Matrix aus Basismodulen herausgelöst und als Modul hergestellt werden.

Figur 9A bis 9D zeigen vier Querschnitte zweier entgegengesetzt orientierter Basismodule B eines Bauelementemoduls gemäß der unteren Darstellung in Figur 8.

Figur 9C zeigt im Unterschied zu Figur 7C, dass die ersten Kontakte 9 mittels einer gemeinsamen auf dem Endträger 2 ge schaffenen ersten Kontaktierung 19 elektrisch angeschlossen und kontaktiert sind. Die zweiten Kontakte 11 sind einzeln an zwei ten Kontaktierungen 21 des Endträgers elektrisch angeschlossen. Figur 9D zeigt im Unterschied zu Figur 7D, dass erste Kontakte 9 einzeln an ersten Kontaktierungen 19 und zweite Kontakte 11 einzeln an zweiten Kontaktierungen 21 des Endträgers 2 elektrisch angeschlossen sind. Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf eine Basismodule B aufwei sende Matrix eines Trägers (Wafers oder Trägers 1) mit Gruppie rungen in einer X-Y-Ebene . Die Basismodule B sind alle ursprüng lich auf einem Träger, insbesondere Träger 1, gleich orientiert erzeugt. Es erfolgte keine Rotation oder Drehung von Basismo dulen B. Ein so aufgebautes jeweiliges Modul weist hier in einer Y-Richtung lediglich ein Basismodul B auf und ist damit einzei lig. In einer X-Richtung ist eine beliebige Anzahl von Basis modulen bereitstellbar. In Figur 10 sind Basismodule B zu vier LED-Arrays oder LED-Modulen M gruppiert worden.

Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf eine Basismodule B aufwei sende Matrix eines Trägers (Wafers oder Trägers 1) mit anderen Gruppierungen. Die Basismodule B zweier benachbarter Zeilen sind hier mittels Drehung der Basismodule B einer dieser Zeilen zu einander entgegengesetzt orientiert. Die gepunkteten Linien stellen die Rechtecke der noch zu vereinzelnden Module M dar. Figur 11 zeigt Bauelementmodule M mit einer oder zwei Zeilen entlang einer Y-Richtung, wobei die Spaltenanzahl in X-Richtung beliebig sein kann.

Figur 12 zeigt eine weitere Draufsicht auf eine Basismodule B aufweisende weitere Matrix eines Trägers, insbesondere eines Trägers 1 oder Wafers, mit einer weiteren Gruppierung. Diese Gruppierung schafft in einer X-Y-Ebene ein rechteckiges Bauele mentemodul M in Form eines LED-Moduls, das drei Zeilen und fünf Spalten aufweist. Das LED-Modul M weist damit 15 Basismodule B auf, die gleichmäßig in dem Rechteck verteilt sind. Die Basis module B sind entlang einer Zeile zueinander gleich beabstandet. Ebenso sind die Zeilen zueinander gleich beabstandet. Alle Ba sismodule B sind hier gleich orientiert.

Figur 13 zeigt eine weitere Draufsicht auf eine Basismodule B aufweisende weitere Matrix eines Trägers, insbesondere eines Trägers 1 oder Wafers, mit einer weiteren Gruppierung. Diese Gruppierung schafft in einer X-Y-Ebene ein rechteckiges LED- Modul M, das vier Zeilen und drei Spalten aufweist. Das LED- Modul M weist hier damit 12 Basismodule B auf, die gleichmäßig in dem Rechteck verteilt sind. Die Basismodule B sind entlang einer Zeile zueinander gleich beabstandet. Die Basismodule B umfassen zwei Zeilenpaare, wobei in einem Zeilenpaar die Basis module B beider Zeilen zueinander entgegengesetzt orientiert sind und zueinander gleich beabstandet sind. Die Abstände der Zeilenpaare zueinander können zu den Abständen der Zeilen in einem Zeilenpaar verschieden sein. Auf diese Weise kann ein Chipcluster von optoelektronischen Bauelmenten bzw. LEDs auf einem Träger 1 oder Wafer gebildet werden. Es ergibt sich somit eine modulare Architektur, die für verschiedene Anwendungen verwendet werden kann.

Die hergestellten Module M können beispielsweise mittels Flip- Chip-Technologie elektrisch kontaktiert und beispielsweise in anzeigevorrichtungen oder Leuchtmittelwände oder Panelen inte griert werden. Basismodule B können elektrisch in Serie oder elektrisch parallel verschaltet werden.

Figur 14A zeigt eine Ausgestaltung, in der das Bauelementemodul entweder nach dem Zwischentransferschritt oder schon zuvor auf der Lichtemissionsseite strukturiert wurde. Dabei wurden in die der Lichtemissionsseite zugewandte Halbleiterschicht mehrere periodisch angeordnete Löcher geätzt, die als sogenannte nega tive Pillars oder Säulen bezeichnet werden können. Dadurch ent steht eine periodische Variation des Brechungsindex, da das umgebende Halbleitermaterial einen größeren Brechungsindex auf weist als die mit Luft gefüllten Löcher. Die Tiefe der perio dischen Struktur reicht in dieser Ausführungsform bis in etwa zu dem aktiven Bereich, ist jedoch zumindest in der Größenord nung einer Wellenlänge des zu emittierenden Lichts. In diesem Ausführungsfall sind die Löcher in dem Halbleitermaterial nicht aufgefüllt. Es kann jedoch zweckmäßig sein, diese mit einem Material mit einem anderen Brechungsindex zu verfüllen, um ei nerseits die gewünschten optischen Eigenschaften zu erreichen und andererseits eine planare Oberfläche zu erreichen. Die Bauelementemodule sind nach der tiefen Flankenstrukturie rung als auch nach einer vollständigen Ätzung auf eine Backplane zu transferieren. Dabei eignet sich die definierte Größe der Bauelemente aus den kombinierten Basismodulen besonders, da sie die Abstände fest definiert. Zudem kann eventuell eine Klasse von Stempeln verwendet werden, um Module mit unterschiedlicher Größe zu transferieren. Figur 14B illustriert ein Beispiel eines solchen Transferprozesses mit einem Stempel, wie er in dieser Anmeldung noch genauer beschrieben ist. Der Stempel 20 hat meh rere in festen Abständen angeordnete Kissen 21 und 22, von denen jedes einzelne mit einer Oberflächenspannung bzw. Oberflä chenladung, wie in dieser Anmeldung beschrieben beaufschlagt werden kann. Die Abstände der Kissen korrespondieren zu der Größe der einzelnen Basismodule eines jeden Basismoduls.

Soll nun ein Basismodul oder ein aus mehreren Basismodulen zu sammengesetztes Modul aus dem Verbund entfernt und transferiert werden, so erzeugt der Stempel ein Potential an seiner dem Modul zugewandten Seite, so dass dieses an dem Kissen haftet. Die Haftkraft wird dabei durch die Ladung oder Spannung eines Kis sens bestimmt. Insofern lassen sich damit auch größere Module transferieren, sofern die durch die Kissen erzeigte elektrosta tische Kraft ausreicht.

Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Herstellung von derartigen Bauelementenmodulen, die beispielsweise aus optoelektronischen Bauelmenten geformt sein können. In einem ersten Schritt S1 wird mindestens ein Basismodul bereitstellender Schichtenstapel erzeugt. Dieser weist eine an einem Träger 1 ausgebildete erste Schicht auf, auf der eine aktive Schicht und an dieser eine zweite Schicht aufgebracht wird. Die aktive Schicht kann einen Quantenwell oder ähnliches umfassen. In einem zweiten Schrittes S2 erfolgt ein Offenlegen eines dem Träger 1 abgewandten Oberflächenbereichs der ersten Schicht. Schließlich wird in einem dritten Schritt ein erster Kontakt an einen dem Träger 1 abgewandten Oberflä chenbereich der zweiten Schicht aufgebracht. Zudem wird ein zweiter Kontakt an den dem Träger 1 abgewandten und offengeleg ten Oberflächenbereich der ersten Schicht erzeugt. Der zweite Kontakt ist mittels eines Dielektrikums zur Übergangsschicht und zur zweiten Schicht elektrisch isoliert und verläuft an dem dem Träger 1 abgewandten Oberflächenbereich der zweiten Schicht.

Auf diese Weise kann eine beliebige Anzahl von Basismodulen als Matrix auf einem Wafer oder Träger 1 erzeugt werden, wobei die Basismodule zu kombinierten LED-Module gruppiert und diese dann vereinzelt werden können. Derartige Module mit optoelektroni schen Bauelementen weisen in einer X-Y-Ebene der Matrix bevor zugt eine rechteckige oder quadratische Form auf. In dieser können Basismodule zueinander in den Zeilen und in den Spalten mit gleichem Abstand regelmäßig angeordnet sein. Die Basismo dule sind entlang der Matrix bevorzugt gleichmäßig über einem Wafer, Träger oder Ersatzträger 1 verteilt erzeugt und angeord net .

Das hier dargestellte Herstellungsverfahren ist stark verein facht. Vielmehr können zudem eine Vielzahl der hier beschrie benen Techniken eingesetzt werden. Beispielsweise kann jedes Basismodul eine Stromeinschnürung durch entsprechende Dotierung der Änderung der Bandstruktur aufweisen. Da die Basismodule gegebenenfalls vereinzelt werden, ist es zudem zweckmäßig, an den möglichen Sollbruchstellen durch Quantenwellintermixing o- der andere Maßnahmen die Bandlücke des Materialsystems und der aktiven Schicht zu verändern. Dadurch wird eine nichtstrahlende Rekombination an möglichen Randdefekten reduziert, da die La dungsträger durch das veränderte Potential der Bandstruktur eine Abstoßung erfahren. Die hergestellten Module können weiterhin in der Oberfläche strukturiert werden, um die Abstrahlcharak teristik zu verbessern. So besteht die Möglichkeit bei größeren Modulen oder Modulen unterschiedlicher Farbe einen photonischen Kristall oder eine Konverterschicht aufzubringen. Jedes LED- Modul kann zudem mit einer eigenen Ansteuerung versehen werden, die bereits im Endträger 2 implementiert worden ist. Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der Frage, ob und in wieweit derartige Untereinheiten mit Sensoren versehen werden können. Wie bereits erwähnt werden die gefertigten und grup pierten Module auf eine Zielmatrix transferiert, die beispiels- weise in Backplane oder ähnliches ist. Figur 16 zeigt die Schritte S1 bis S5 eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Her stellung einer Anzeigevorrichtung mit derartigen Sensoren, wel che mittels der hier vorgestellten Module gefertigt wird. Dabei ist dieses Verfahren lediglich beispielhaft dahingehend darge- stellt, als dass auch andere Vorrichtungen mit diesem Verfahren gefertigt werden können.

Mittels des Verfahrens wird eine Anzeigevorrichtung, mit einer ganzflächigen Zielmatrix von an einem ersten Träger 3 bzw. End träger in Zeilen und Spalten nebeneinander angeordneten Bauele- mente, insbesondere LEDs 5 hergestellt. Die optoelektronischen Bauelemente sind wiederum Teil von Basis- oder kombinierten

Modulen .

In einem ersten Schritt S1 wird eine Anzahl von Bauelementen , z.b. LEDs 5 auf einem Träger bzw. einem Ersatzträger 17 in einer Startmatrix 7 ausgebildet. Die Beabstandung und Größe der LEDs 5 in der Startmatrix 7 sind in einem festen insbesondere ganz zahligem Verhältnis zu der Beabstandung und Größe der freien Stellen der späteren Zielmatrix 1 auf dem ersten Träger bzw. Endträger 3. Insbesondere wird der Wafer für eine tiefe Mesaät- zungen vorbereitet, um eine Modulstruktur zu erhalten. Die ein zelnen LEDS bilden auf der Zielmatrix später die Subpixel oder auch Pixel. Insofern kann die Startmatrix 7 mit zumindest einem Teil der Zielmatrix 1 deckungsgleich sein. Auf diese Weise kön- nen für diesen Teil Gruppen von Bauelementen 5 von dem Ersatz träger 17 auf den Endträger 3 übertragen werden. Entsprechend kann der Ersatzträger mit den drauf gebildeten LEDS bezüglich der Größe und Beabstandung derselben zumindest teilweise de ckungsgleich mit dem Endträger sein. Mit einem zweiten Schritt S2 werden auf dem Ersatzträger 17, insbesondere mittels einer tiefen Mesa-Ätzung, die LEDs 5 zu einer Anzahl von Modulen 9 gruppiert. In einem darauffolgenden Schritt S3 werden die auf diese Weise strukturierten Module 9 vom Ersatzträger 17, insbesondere mittels Laser-Lift-Off oder eines mechanischen oder chemischen Verfahrens abgehoben und dann als Module auf den Endträger 3 und damit die Zielmatrix 1 trans feriert. Kontaktbereiche der Module, welche die LEDs 5 kontak tieren sind so ausgeführt, dass die nach dem Transfer mit Kon taktbereichen der Zielmatrix korrespondieren. Mit anderen Wor ten sind für mindestens einen Teilbereich des Endträgers 3 und somit der Zielmatrix 1 die Module und die LEDs mit ihren Kon taktbereichen an dem Ersatzträger 17 in Zeilen und Spalten der art nebeneinander angeordnet, dass die Abstände zwischen den LEDs 5 an dem Ersatzträger 17 den Abständen zwischen den LEDs 5 an der Zielmatrix 1 des Endträgers 3 gleichen.

In dem vierten Schritt S4 werden die Module 9 an dem primären Endträger 3 in der Zielmatrix 1 derart positioniert und elektrisch angeschlossen, dass in dieser eine Anzahl von unbe setzte Stellen 11 verbleibt. Hierzu können die Module selbst ungleichmäßig ausgeführt sein, so dass beispielsweise ein Modul fehlt. Alternativ können die Module auch so auf die Zielmatrix transferiert werden, dass einige Stellen, beispielsweise Zeilen oder Spalten unbesetzt bleiben. In einem fünften Schritt S5 werden an den unbesetzten Stellen 11 zumindest teilweise jeweils mindestens ein Sensorelement 13 positioniert und elektrisch an geschlossen .

Figur 17A zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der ver schiedenen Aspekte und Unterschiede zwischen einzelnem Bauele ment, Modul und dem Ersatzträger. Der Ersatzträger 17 umfasst ein Saphirsubstrat, auf dem in mehreren in dieser Anmeldung offenbarten Schritten verschiedene Halbleiterschichten, ein schließlich mindestens einer aktiven Schicht abgeschieden wurde. Mittels einer flachen Ätzung wird eine Startmatrix 7 von LEDs auf dem Ersatzträger 17 geschaffen. Die Bauelemente 5 z.B. LEDs 5 sind noch miteinander verbunden und weisen lediglich mittels flacher Ätzung erzeugte elektrisch voneinander isolie rende Bereiche auf, so dass sie individuell ansprechbar sind.

In einem Aspekt werden vertikale LEDs gebildet, bei denen ein erster Kontakt dem Substrat zugewandt, ein zweiter Kontakt dem Substrat abgewandt ist. Neben dieser Ausgestaltung lassen sich aber auch LEDs oder Bauelemente fertigen, die als Flip-Chip ausgebildet sind und deren Kontakte nebeneinander auf der glei chen Seite liegen. Im vorliegenden Beispiel ist eine LED 5 als Flip-Chip ausgeführt, wobei die beiden Kontakte dem Substrat abgewandt und elektrisch voneinander isoliert sind. Die LED 5 bilden ein quaderförmiges Element. Die LED 5 stellt ein Basi selement dar und weist beispielsweise eine Breite im Bereich von lOOpm x 150pm bis 300pm x 450pm. Andere Größen oder formen z.B. hexagonale Form sind ebenso möglich. Ein Bauelement 5 ist als eine Basiseinheit auf der linken Seite der Figur 17A dar gestellt .

Mittels einer dann zusätzlichen, diesmal tiefen Mesaätzung - dies entspricht dem zweiten Schritt S2 der Figur 16 - werden die LED 5 zu Modulen 9 gruppiert. In der Mitte der Figur 17A ist auf dem Ersatzträger 17 ist mittels einer flachen Ätzung eine Startmatrix 7 von zwölf Bauelementen 5 erzeugt, wobei die LEDs 5 entlang gemeinsamer Seiten 15 in vier Zeilen und in drei Spalten nebeneinander angeordnet sind. Die dicken Ränder in Figur 17A Mitte umlaufen auf diese Weise gruppierte Module 9, die eine Mehrzahl von Bauelementen 5 zusammenfassen können. Auf diese Weise sind zwei Module 9a erzeugt, die jeweils drei LED

5 zusammenfassen. Weiterhin sind zwei Module 9b mit je zwei LEDS erzeugt sowie zwei Module 9c mit je einer LED.

Figur 17B zeigt eine Darstellung der Module und LEDs nach dem Transfer auf den Endträger 3. Auf dem Endträger 3 sind insgesamt

6 Spalten und Zeilen zu sehen, wobei natürlich die Anzahl be liebig gewählt sein kann. Die Modulanordnung ist so gewählt, dass zwischen den Modulen kein weiterer Abstand ist, d.h. die Bauelemente liegen dicht an dicht. Jedoch sind Module ausge wählt, die nicht vollständig in diese Matrix passen. Beispiels weise könnten 2x2 Module den hier dargestellten Endträger voll ständig bedecken. Jedoch sind zwei Module so ausgestaltet, dass sie nicht als 2x2 Matrix, sondern als eine 2x1 Matrix ausgeführt sind, d.h. nur drei LED aufweisen, so dass eine Stelle 11 un besetzt bleibt. Bei einer Positionierung in der genannten Art bleiben somit zwei Stellen 11 frei, wobei die Position dieser wiederum von der Positionierung des jeweiligen Moduls abhängt. Die linke der beiden freien Stellen ist mit einem Sensorelement 13 besetzt. In der dargestellten Ausführung ist lediglich eine Stelle bereits besetzt. In Ausgestaltungen kann das Sensorele ment aber auch aus zwei einzelnen oder mehreren Elementen be stehen, welche dann auf die unbesetzten Stellen aufgeteilt wird.

Figur 17B zeigt somit eine Vielzahl von LED 5, die in Form von Modulen 9 zusammengefasst und auf dem Endträger 3 angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine einzige ganzflächige Zielmatrix 1 bestückt. Für eine Anzeigevorrichtung wie ein display, Video wall oder andere werden Module 9 als Subpixel ausgebildet und zusammengefasst. Dazu werden Module 9 für die drei verschiedenen Farben Rot, Grün und Blau verwendet und derart nebeneinander angeordnet, dass diese als Subpixel gemeinsam ein Pixel (Bildelement) erzeugen. Dann erfolgt eine Anordnung der Bildele mente entlang der Zielmatrix 1 in Zeilen und Spalten. Durch die Benutzung redundanter LEDs lassen sich anstatt redundanter Sub pixel auch Sensorelemente an einige Plätze positionieren.

Figur 17C zeigt eine Darstellung einer Anordnung einer Vielzahl von ganzflächigen Zielmatrizen 1. Im Unterschied zu Figur 17B wird eine Vielzahl von ganzflächigen einzelnen Zielmatrizen 1 verwendet, die jeweils ebenso eine große Anzahl von Modulen 9 entsprechend Figur 17B aufweisen können. Für eine übersichtli che Beschreibung der Figur 17C weist eine jeweilige einzelne ganzflächige Zielmatrix 1 lediglich zwei Zeilen und zwei Spalten auf. Die Zielmatrizen 1 weisen hier eine einheitliche gleiche Größe in der Fläche auf. Alternativ können die Zielmatrizen 1 verschieden große Flächen erzeugen. Auf diese Weise kann eine Anzeigevorrichtung flexibel an eine jeweilige Verwendung ange passt werden.

So deckt in der linken oberen Zielmatrix 1 ein Modul 9 alle besetzbaren Stellen der Zielmatrix 1 ab. Rechts daneben ist lediglich ein Modul 9 mit einem Bauelement 5 in der Zielmatrix 1 ausgebildet, wobei drei Stellen 11 unbesetzt bleiben. Darunter bilden zwei Bauelemente 5 ein Modul 9, wobei zwei Stellen 11 unbesetzt bleiben. In der Zielmatrix 1 links unten ist ein Modul 9 positioniert, das aus drei Bauelementen 5 besteht, wobei le diglich eine Stelle 11 unbesetzt verbleibt. An den unbesetzten Stellen 11 können beispielsweise zumindest teilweise Sensorel emente 13 ausgebildet sein. Drei der vier vorstehend genannten Zielmatrizen 1 können jeweils Bauelemente 5 für eine Farbe Rot, Grün und Blau aufweisen und zusammen ein Bildelement ausbilden. Dieses Bildelement kann horizontal und vertikal entlang des ersten Trägers bzw. Endträgers 3 wiederholt werden, so dass eine Anzeigefunktion bereitgestellt werden kann. Da grundsätzlich eine homogene Abstrahlung der Subpixel erwünscht ist, sind diese für jede Farbe bevorzugt mit gleichen Modulen 9 gleich bestückt. Die vierte Zielmatrix 1 kann alternativ vollständig als mit Sensorelementen 13 bestückt ausgeführt sein.

Die Abstände a und c für jeweilige Abstände der Zielmatrizen 1 in einer Zeile und der Abstand b als Beispiel für einen Abstand der Zielmatrizen 1 in einer Spalte können je nach gewünschter Auflösung der Anzeige ausgewählt werden. Dies betrifft ebenso die Abstände zu den Rändern des ersten Trägers bzw. Endträgers 3. Die Abstände a und b, oder a und c, oder b und c oder a, b und c können gleich sein. Ebenso können die Abstände a und b und c ganze Vielfache der räumlichen Erstreckung eines Bauele ments 5 beziehungsweise der Beabstandung der Bauelemente 5 zu einander sein.

Figur 17D stellt beispielhaft verschiedene Kontaktmöglichkeiten für einen elektrische Kontaktierung der LED Module auf einer Backplane oder einem anderen Substrat dar. In Ml ist ein Kon taktpanel Ml mit zwei Bereichen KB1 und KB2 gezeigt, welche unter anderem für zwei einzelne Basismodule geeignet sind. Die Basismodule können auf der Oberfläche einzeln oder auch im Ver bund platziert werden. Kontaktpanel Ml' weit einen größeren Kontaktbereich KB3 auf. Dies erlaubt es, ein LED Modul aus zwei zusammenhängenden Basismodulen mit flacher Mesaätzung zu plat zieren und gemeinsam anzusteuern. Panele Ml'' sind ähnlich wie Panel Ml', wobei lediglich Kontaktbereiche für ein Basismodul vorgesehen sind. In Panel M2 ist ein LED Modul dargestellt, welches über den Kontaktbereichen angeordnet ist. Panel Ml''' illustriert einen Bereich, bei dem ein gemeinsamer Anschluss vorgesehen ist.

Figur 17E zeigt einen Ausschnitt einer teilweise bestückten Plane oder Ebene, um hierzu einige Aspekte zu verdeutlichen. Die LEDs können wie bereits erwähnt als Array in Zeilen und Spalten gefertigt werden. Dies erlaubt die Bestückung mit meh reren LED Modulen und Modulen mit unterschiedlicher Farbe. Dies ist in der Figur 17E dargestellt. Der Ausschnitt zeigt ein rotes Modul rM in direkter Draufsicht. Es ist aus einem 6x1 Modul nach dem vorgeschlagenen Prinzip gefertigt und auf der Ebene aufge bracht und kontaktiert. Benachbart zu dem roten Modul ist ein blaues Modul bM in einer Art Schnittdarstellung, um die ver schiedenen Kontakte zu verdeutlichen. Gemeinsam angeschlossene Kontakte sind mit K bezeichnet. Unter dem Begriff „gemeinsam" soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass diese Kon takte mit zumindest einigen anderen benachbarten Kontakten ein gleiches Potential aufweisen. Entsprechend ist auf der Ebene ein gemeinsamer Kontaktbereich AB4 aufgebracht. Dieser kontak tiert wie dargestellt, stets Kontakte K von mehreren Basismo dulen. Weitere Kontakte Kb dienen zur individuellen Ansteuerung eines jeden Basismoduls. Demzufolge ist auf der Plane die Aus bildung von insgesamt 5 Kontaktbereichen notwendig, um seiner seits 4 Basismodule individuell ansteuern zu können. Wie dar gestellt können die gemeinsam genutzten Kontaktbereiche somit auch von LED Modulen unterschiedlicher Farbe gemeinsam genutzt werden .

Figur 18 zeigt schließlich noch einen Aspekt für den Transfer prozess. Durch die periodische Anordnung und Organisation der LED Module in Basismodulen kann nach einer Vereinzelung von LED Module in der gewünschten Weise können die Module mittels des in dieser Anmeldung vorgestellten zweifachen Transferprozesses übertragen werden. Figur 18 zeigt eine Transferanordnung 20 mit zwei Kissen 22, deren Größe dem Abstand der Basismodule ent- spricht.