发光二极管模块、发光二极管显示模块及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造具有一个或多个光电组件的模块的方法，其具有以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管模块、发光二极管显示模块及其制造方法
[0001]本专利申请要求以下德国专利申请的优先权：2019年4月23日的DE 10 2019 110 500.5，2019年9月25日的DE 10 2019 125 875.8，还要求2020年1月29日的国际申请PCT/EP2020/052191的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及电子组件，并且在此尤其涉及水平的发光二极管、即在基底或载体处接触到的组件。
[0003]光电组件以及另外的通用电子组件用于多种不同应用。在光电组件的领域中，除了在消费、专业或汽车领域的显示器应用外，还存在其他的使用可能性，例如用在视频墙、灯和类似物中。这些应用通过组件的结构和尺寸进行区分，即使电参数是相似的。为此，光电组件通常构造为离散的组件或构造成模块并且被进一步加工。相应地，迄今为止所讨论的光电组件通常是针对相应的应用专门制造和优化的，从而使得光电组件在其他应用中的使用成本高昂或必须考虑其他的商业缺点。
[0004]此外，最近尤其在汽车和消费领域中，除了光电组件还需要集成传感器，以便能够检测例如用户的生物或生命参数。到目前为止，这些已作为分离的组件在消费品中使用。然而，不再需要为此所需的例如壳体中的附加开口或附加挡板。
[0005]在背景中，DE 10 2018 119 376示出了一种具有载体的用于显示光学信息的显示器，其中，多个光电组件彼此相邻地布置在载体处，其中，组件构造用于从载体的第一侧面发射可见的电磁辐射，其中，至少一个光学传感器设置在载体处，以便接收射到载体的第一侧面上的电磁辐射。
[0006]上述要求和规定导致需要统一的芯片架构和相同或者能容易改变的用于上述用途和应用的组件尺寸。

技术实现思路

[0007]对于生产具有多个光电组件以及发光二极管(LED)的装置有利的是，在处理期间提供组件或LED的子单元，以将它们分开，从而能够对其进行进一步处理。由此，一方面可以单独测试子单元。如果子单元中的组件或LED发生故障，则无需更换整个应用，只需更换子单元即可。这同样适用于具有多个子单元的显示器。在此，也只需更换具有损坏的组件的子单元，但是无需更换整个显示器。另一方面，通过调整处理步骤，可以使生产更加灵活，从而可以生成不同的尺寸。这种方法特别适合LED的模块化架构。
[0008]根据模块化架构的一个方面，提出一种用于制造组件模块、尤其是LED模块的方法，该方法包括以下步骤：
[0009]‑
在载体上生成至少一个提供基础模块的层堆；
[0010]‑
将第一触点施加在该层堆的背离载体的表面区域处；
[0011]‑
将第二触点施加到第一层的背离载体的表面区域处。
[0012]以该方式设置至少一个提供基础模块的层堆，该层堆具有构造在载体处的第一
层、构造在第一层处的有源过渡层和构造在该过渡层处的第二层。
[0013]为此可以采取以下步骤：
[0014]‑
暴露第一层的背离载体的表面区域；
[0015]‑
将第一触点连接至第二层的背离载体的表面区域；
[0016]‑
将第二触点连接至第一层的背离载体的表面区域。
[0017]相应地，组件模块、尤其是LED模块包括至少一个提供基础模块的层堆，该层堆具有在载体上形成的第一层、在第一层上形成的有源过渡层和在过渡层上形成的第二层，其中，第一触点连接至第二层的背离载体的表面区域，其中，第二触点连接至第一层的背离载体的表面区域。
[0018]以此方式，可以将基础模块创建为组件模块的基本模块，该基础模块尤其具有用于触点的触点平面。另外，组件模块应理解为光电组件模块或发光二极管或LED模块。然而，本专利技术不限于此，而是可以使用不同的电子模块。
[0019]基础模块是更大系统的一部分，但在最简单的形式中本身可以包含LED。在一个方面，基础模块包含多个、至少两个LED。其可以被单独控制或者也可以设计为冗余形式。根据模块化原理，可以将整体分为几部分，这些部分被称为模块。利用矩形或任何其他任意形状和共同的发光功能，可以轻松地将模块组合在一起。
[0020]出发点一方面是具有水平架构的LED。这种光电组件的尺寸设计成可以满足或针对尤其高要求的应用要求，例如要满足发射面、载流能力或温度稳定性的要求。为了同时满足其他应用的要求，LED架构设计成能够通过简单调整处理步骤，并进而根据用于层堆或台面结构化的其他掩模的应用来制造发光二极管，其由LED的多个子单元组成。
[0021]例如，基础模块的基本尺寸处在100μm
×
100μm至500μm
×
500μm的范围中。除了正方形的尺寸外，还能够使用其他形状、例如三角形或六边形。通过掩模和适当的接触或分离，可以很容易地生产100μm
×
200μm或300μm
×
300μm的部件，这又适用于各种其他的显示应用。如已经提到的，部件包括一个或多个基础模块，其又可以包括一个或多个组件。
[0022]模块化设计具有作为基础单元或基础模块所需的当前最小的芯片，并且仅需少量调整即可将其转换为具有基础单元(基础模块)尺寸倍数的更大组件，节省了开发资源，并为此类组件的生产带来了一定的自由度。例如，如果需要在LED区域中以不同的亮度或像素间距进行应用，则可以相对容易地制造为此所需的芯片。
[0023]在一个方面，不仅台面(层堆)的结构不同，而且接触层也不同。为此有两个步骤，但是不再需要确保所有接触垫都已连接。通过使用水平芯片架构，例如在目标基底上安装后的竖直芯片的情况中可以避免用于n接触连接的其他处理步骤。与其他生产技术相比，这可以简化生产并因此降低成本。
[0024]根据另一个方面，第二触点可以借助于电介质形成，电介质与过渡层和第二层电绝缘，并且电介质朝向第二层的背离载体的表面区域延伸并且在该表明区域处延伸。
[0025]根据应用要求，沿着XY平面，沿着至少一行并且沿着至少一列生成作为矩阵的基础模块，其中，相应行的基础模块相同地定向。如果需要，两个相邻行的基础模块相同地定向。通过该方式简单地实现基础模块的电串联。
[0026]可替代地，两个相邻行的基础模块相反地定向，其中，相同的触点彼此相邻布置。以此方式，基础模块的电并联连接简单地实现。在水平组件的情况中，由于用于n和p型的两
种触点都处于底侧，因此以行交替排列芯片是有利的。由此在芯片配置为2
×
X的情况下，两个基础元件的p侧触点位于芯片中心，而n触点位于外侧，由此将发生短路的风险降到最低。
[0027]在一些方面，借助于穿过第一层的、尤其从第二层的侧面开始的深侧边结构，将至少一个发光二极管模块从多个基础模块取下。这可以通过激光剥离实现，并从载体的背离模块的一侧实施。也可以考虑蚀刻工艺。
[0028]另一个方面涉及这种子单元是否能以及在什么程度上能被提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造发光二极管的模块的方法，所述方法具有以下步骤：
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在载体上生成至少一个提供基础模块的层堆，所述层堆具有第一层、施加在所述第一层上的有源层和构造在所述有源层上的第二层；
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暴露出所述第一层的背离所述载体的表面区域；
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在所述第二层的背离所述载体的表面区域处形成第一触点；
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在所述第一层的背离所述载体的表面区域处形成第二触点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二触点的形成包括：
‑
在所述有源层的和所述第二层的部分区域上形成电绝缘的电介质；
‑
用导电材料形成所述第二触点，所述导电材料通过所述电介质与所述第一层的背离的表面区域电接触并且所述导电材料朝向所述第二层的背离所述载体的表面区域延伸。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于至少一个所述层堆的扁平的侧边结构，尤其从所述第二层的侧面开始，暴露出所述第一层的背离所述载体的表面区域，其中，尤其在相应的层堆的周围产生扁平沟槽。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，沿着XY平面，沿着至少一行并且沿着至少一列生成作为矩阵的多个基础模块，其中，相应行的基础模块相同地定向。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，两个相邻行的基础模块相同地定向；或者两个相邻行的基础模块相反地定向，从而使得具有相同极性的触点、特别是第一触点彼此相邻地布置。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，生成两个相邻的彼此相反定向的基础模块的公共层堆。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下步骤中的至少一个：
‑
将多个基础模块分组以形成至少一个发光二极管模块、特别是沿XY平面呈长方形或正方形的发光二极管模块，其中，尤其在多个行的情况中，每行具有由基础模块占据的相同的列，以及
‑
借助于穿过所述第一层的、尤其从所述第二层的侧面开始的深侧边结构，由多个基础模块形成至少一个发光二极管模块。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与暴露第一触点和第二触点不同，在深侧边被结构化的情况下，将基础模块布置在另外的载体上。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下步骤中的至少一个：
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通过激光剥离从所述载体提取所述基础模块或发光二极管模块；以及
‑
通过机械方法从所述载体提取所述基础模块或发光二极管模块。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其通过倒装芯片技术，将所述发光二极管模块的触点与备用载体或最终载体接触。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，为所述发光二极管模块的相邻的相反定向的基础模块的触点生成公共的接触区域。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一层是n型掺杂的并且所述第二层是p型掺杂的，其中，所述有源层特别地设计用于发射蓝光或绿光，和/或
所述第一层是p型掺杂的并且所述第二层是n型掺杂的，其中，所述有源层特别地设计用于发射红光。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个所述层堆是通过外延形成的；和/或暴露和/或分组是通过蚀刻实现的。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：在所述有源层的与深侧边结构相邻地延伸的区域中产生量子阱混合。15.一种发光二极管模块，包括至少一个形成基础模块的层堆，所述层堆具有构造在载体处的第一层、有源层和第二层，其中，第一触点构造在所述第二层的背离所述载体的表面区域之中或之上，并且第二触点构造在所述第一层的背离所述载体的表面区域之中或之上，并且所述第一触点和所述第二触点彼此间隔开。16.根据权利要求15所述的发光二极管模块，其中，在所述层堆的背离所述第一触点和所述第二触点的一侧上形成光出射面。17.根据权利要求15所述的发光二极管模块，其特征在于，所述第二触点通过电介质与过渡层和所述第二层电绝缘，并且所述第二触点设计成朝向所述第二层的背离所述载体的表面区域延伸并且在该表面区域处延伸。18.根据权利要求17所述的发光二极管模块，其特征在于，所述发光二极管模块包括多个基础模块，所述基础模块布置在由至少一行和至少一列构成的矩阵中。19.根据权利要求18所述的发光二极管模块，其中，与所述发光二极管模块相邻的发光二极管通过深侧边结构分隔开。20.根据权利要求19所述的发光二极管模块，其中，所述有源层的邻近深侧边结构延伸的区域具有增加的能带结构，该能带结构特别是通过量子阱混合生成的。21.根据前述权利要求中任一项所述的发光二极管模块，其特征在于，两个相邻行的基础模块相反地定向，从而使得具有相同极性的触点、特别是第一触点彼此相邻地布置。22.根据前述权利要求中任一项所述的模块，其特征在于，该模块、特别是发光二极管模块是通过根据前述权利要求中任一项中的方法制成的。23.一种发光二极管显示模块，具有：
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构造在第一载体处的整面的目标矩阵，所述目标矩阵具有能由发光二极管占据的部位构成的行和列；
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一个或多个在权利要求15至22中任一项中的发光二极管模块，所述发光二极管模块包括一个或多个基础模块，所述基础模块的尺寸对应于能被占据的部位；其特征在于，在所述第一载体处，所述发光二极管模块定位在所述目标矩阵中并且被电连接，使得在所述目标矩阵中保留多个未被所述基础模块占据的部位，在未被所述基础模块占据的所述部位处分别至少部分地定位并电连接至少一个传感器元件。24.根据权利要求23所述的发光二极管显示模块，其特征在于，多个构造在所述第一载体处的彼此大小相同或不同的整面的目标矩阵沿着行和列构造，所述行和列具有能由目标矩阵占据的并且有相应间距的部位。25.根据权利要求23或24所述的发光二极管显示模块，其特征在于，所述基础模块在矩
阵平面中形成矩形，并且任意数量的相应沿着公共侧面彼此相邻的基础模块组成发光二极管模块。26.根据前述权利要求中任一项所述的发光二极管显示模块，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁斯，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：