DE102010020162A1 - Method for structuring a radiation decoupling element - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Strukturierung eines Strahlungsauskoppelelements (1) angegeben, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines strahlungsdurchlässigen Strahlungsauskoppelelements (1), das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist; – Strukturieren einer Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1), wobei zumindest mittelbar eine durch Ätzen erzeugte Oberflächenstruktur (33) eines Halbleiterkristalls (3) auf die Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1) übertragen wird.A method for structuring a radiation decoupling element (1) is specified, comprising the following steps: providing a radiation-transmissive radiation decoupling element (1) which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material; - Structuring an outer surface (11) of the radiation decoupling element (1), a surface structure (33) of a semiconductor crystal (3) produced by etching being transferred at least indirectly to the outer surface (11) of the radiation decoupling element (1).

Description

Es wird ein Verfahren zur Strukturierung eines Strahlungsauskoppelelements, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils sowie ein optoelektronisches Bauteil angegeben.A method for structuring a radiation decoupling element, a method for producing an optoelectronic component and an optoelectronic component are specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Strukturierung eines Strahlungsauskoppelelements anzugeben, das zeitsparend und darüber hinaus kostengünstig ist.An object to be solved is to specify a method for structuring a radiation decoupling element which is time-saving and, moreover, inexpensive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst ein strahlungsdurchlässiges Strahlungsauskoppelelement bereitgestellt, das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist. Eine Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements wird strukturiert, wobei zumindest mittelbar eine durch Ätzen erzeugte Oberflächenstruktur eines Halbleiterkristalls auf die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen wird. ”Strahlungsdurchlässig” bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass das Strahlungsauskoppelelement wenigstens zu 80%, bevorzugt zu mehr als 90% für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. Das Strahlungsauskoppelelement kann eine Folie sein, welche beispielsweise vollständig mit einem Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel einem Harz, gebildet ist. Das Strahlungsauskoppelelement kann auch als eine selbsttragende Scheibe oder Platte ausgebildet sein. Ebenso kann das Strahlungsauskoppelelement ein optisches Element, wie zum Beispiel eine Linse sein.In accordance with at least one embodiment of the method, initially a radiation-transmissive radiation decoupling element is provided which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material. An outer surface of the radiation decoupling element is patterned, wherein at least indirectly a surface structure of a semiconductor crystal produced by etching is transferred to the outer surface of the radiation decoupling element. In this context, "radiation-transmissive" means, in particular, that the radiation decoupling element is permeable to electromagnetic radiation by at least 80%, preferably by more than 90%. The radiation decoupling element may be a film which is completely formed, for example, with a plastic material, such as a resin. The radiation decoupling element can also be designed as a self-supporting disc or plate. Likewise, the radiation decoupling element may be an optical element, such as a lens.

Beispielsweise handelt es sich bei dem Halbleiterkristall um ein einkristallines, defektreiches Material. ”Durch Ätzen erzeugt” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls beispielsweise mittels eines trocken- und/oder nasschemischen Ätzprozesses erzeugt ist. Das heißt insbesondere, dass im Halbleiterkristall eingebrachte, die Oberflächenstruktur ausbildende Erhebungen und Senkungen, nicht in deterministischer Weise erzeugt sind. Die Erhebungen und Senkungen sind daher weder regelmäßig noch periodisch angeordnet. Vielmehr ist die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls ”frei” und zufällig erzeugt und hängt beispielsweise von den kristallinen Eigenschaften des Halbleiterkristalls und dem verwendeten Ätzmittel ab.By way of example, the semiconductor crystal is a monocrystalline, defect-rich material. In this context, "produced by etching" means that the surface structure of the semiconductor crystal is produced, for example, by means of a dry and / or wet chemical etching process. This means, in particular, that elevations and depressions which form the surface structure and are introduced into the semiconductor crystal are not produced in a deterministic manner. The surveys and subsidence are therefore neither regularly nor periodically arranged. Rather, the surface structure of the semiconductor crystal is "free" and randomly generated and depends, for example, on the crystalline properties of the semiconductor crystal and the etchant used.

”Zumindest mittelbar” bedeutet, dass die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls zum einen durch ein oder mehrere Zwischenschritte, das heißt mittelbar, übertragen werden kann. Zum anderen ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur direkt, das heißt unmittelbar, in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen wird. Wird die Oberflächenstruktur mittelbar übertragen, stehen während des Übertragens der Halbleiterkristall und das Strahlungsauskoppelelement nicht in direktem Kontakt miteinander. Falls die Oberflächenstruktur hingegen unmittelbar übertragen wird, stehen der Halbleiterkristall und das Strahlungsauskoppelelement beim Übertragen in direktem Kontakt miteinander."At least indirectly" means that the surface structure of the semiconductor crystal on the one hand by one or more intermediate steps, that is indirectly, can be transmitted. On the other hand, it is possible for the surface structure to be transferred directly, that is to say directly, into the outer surface of the radiation decoupling element. If the surface structure is transferred indirectly, the semiconductor crystal and the radiation decoupling element are not in direct contact with each other during the transfer. In contrast, if the surface structure is transferred directly, the semiconductor crystal and the radiation decoupling element are in direct contact with each other during transfer.

Beispielsweise geschieht das Übertragen der Oberflächenstruktur und damit das Strukturieren der Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements durch Abdrucken der Oberflächenstruktur in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements. Das heißt, mittels mechanischen Andrückens wird die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen. Ist die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls der Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements zugewandt, so können der Halbleiterkristall und das Strahlungsauskoppelelement derart zusammengeführt und beispielsweise zusammengepresst werden, dass sich die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements zumindest stellenweise abdruckt. ”Abdrucken” heißt diesbezüglich, dass an Stellen, an denen sich auf der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls Erhebungen befinden, sich entsprechende Senkungen auf der Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements abbilden. Gleiches geschieht mit auf der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls befindlichen Senkungen, die als Erhebungen in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements abgebildet werden. Es ist ebenso möglich, dass die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls vollständig in die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements abgedruckt wird.For example, the transfer of the surface structure and thus the structuring of the outer surface of the radiation decoupling element takes place by imprinting the surface structure into the outer surface of the radiation decoupling element. That is, by means of mechanical pressing, the surface structure of the semiconductor crystal is transferred into the outer surface of the radiation decoupling element. If the surface structure of the semiconductor crystal faces the outer surface of the radiation decoupling element, then the semiconductor crystal and the radiation decoupling element can be brought together and compressed, for example, such that the surface structure of the semiconductor crystal prints at least in places in the outer surface of the radiation decoupling element. In this context, "imprinting" means that corresponding depressions are formed on the outer surface of the radiation decoupling element at locations where elevations are located on the surface structure of the semiconductor crystal. The same is done with located on the surface structure of the semiconductor crystal subsidence, which are imaged as elevations in the outer surface of the radiation decoupling element. It is also possible that the surface structure of the semiconductor crystal is completely printed in the outer surface of the radiation decoupling element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst ein strahlungsdurchlässiges Strahlungsauskoppelelement bereitgestellt, das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist. In einem nächsten Schritt wird eine Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements strukturiert, wobei zumindest mittelbar eine durch Ätzen erzeugte Oberflächenstruktur eines Halbleiterkristalls auf die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen wird.In accordance with at least one embodiment of the method, initially a radiation-transmissive radiation decoupling element is provided which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material. In a next step, an outer surface of the radiation decoupling element is patterned, wherein at least indirectly a surface structure of a semiconductor crystal produced by etching is transferred to the outer surface of the radiation decoupling element.

Das hier beschriebene Verfahren macht von der Idee Gebrauch, zunächst ein strahlungsdurchlässiges Strahlungsauskoppelelement bereitzustellen, das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist. In einem nächsten Schritt wird zumindest mittelbar eine durch Ätzen erzeugte Oberflächenstruktur eines Halbleiterkristalls auf die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen. Mit anderen Worten wird die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements mittels des Übertragens dauerhaft strukturiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem Ätzen um einen trocken- und/oder nasschemischen Ätzprozess, der in zufälliger Weise die Oberflächenstruktur in dem Halbleiterkristall erzeugt. Insbesondere wird bei der Erzeugung der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls auf etwaige spezielle Maskierungsschritte zur Erzeugung der Strukturen verzichtet. Beispielsweise werden mittels des Ätzprozesses in dem Halbleiterkristall Strukturen zufälliger Größe und Verteilung gebildet.The method described here makes use of the idea to first provide a radiation-transmissive radiation decoupling element, which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material. In a next step, at least indirectly, a surface structure of a semiconductor crystal produced by etching is transferred to the outer surface of the radiation decoupling element. In other words, the outer surface of the radiation decoupling element is permanently structured by means of the transfer. For example, it is in the Etching a dry and / or wet chemical etching process that randomly generates the surface structure in the semiconductor crystal. In particular, in the production of the surface structure of the semiconductor crystal, any special masking steps for producing the structures are dispensed with. For example, structures of random size and distribution are formed in the semiconductor crystal by means of the etching process.

Nach dem Übertragen der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls lässt sich der Halbleiterkristall beispielsweise als Schablone mehrfach wiederverwenden, sodass der Vorgang des Strukturierens des Strahlungsauskoppelelements vielfach wiederholt werden kann. Vorteilhaft kann so eine Vielzahl von weiteren Strahlungsauskoppelelementen mit einer strukturierten Außenfläche erzeugt werden. Mittels der Schablone in Verbindung mit dem Strukturierungsverfahren ist also das gezielte Einbringen von Strukturierungen möglich, wodurch eine Variation der Strukturierung von Strahlungsauskoppelelement zu Strahlungsauskoppelelement vermieden wird. Die Wiederverwendung des Halbleiterkristalls als Schablone für die Aufbringung der Struktur auf der Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements führt daher nicht nur zu einer Kostenersparnis im Herstellungsverfahren, sondern ermöglicht ebenso eine schnelle und zeitsparende Herstellung. Ferner sind durch die Wiederverwendung des Halbleiterkristalls als Schablone die Auskoppeleigenschaften des mittels dem Halbleiterkristall hergestellten Strahlungsauskoppelelements bereits im Voraus bekannt.After transferring the surface structure of the semiconductor crystal, the semiconductor crystal can be reused several times, for example as a template, so that the process of structuring the radiation decoupling element can be repeated many times. Advantageously, a plurality of further radiation decoupling elements having a structured outer surface can thus be produced. By means of the template in connection with the structuring method, the targeted introduction of structurings is thus possible, whereby a variation of the structuring of radiation decoupling element to radiation decoupling element is avoided. The reuse of the semiconductor crystal as a template for the application of the structure on the outer surface of the radiation decoupling element therefore not only leads to a cost savings in the manufacturing process, but also allows a quick and time-saving production. Furthermore, by the reuse of the semiconductor crystal as a template, the decoupling properties of the radiation decoupling element produced by means of the semiconductor crystal are already known in advance.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls auf eine Außenfläche eines Zwischenträgers übertragen, wobei danach die Außenfläche des Zwischenträgers auf die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements übertragen wird. Der Zwischenträger kann nach Art einer Platte oder einer Scheibe ausgebildet sein. Zum Übertragen der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls auf die Außenfläche des Zwischenträgers wird die Oberflächenstruktur in die Außenfläche des Zwischenträgers beispielsweise abgedruckt. Ist die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls der Außenfläche des Zwischenträgers zugewandt, so können der Halbleiterkristall und der Zwischenträger derart zusammengeführt und beispielsweise zusammengepresst werden, dass sich die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls in die Außenfläche des Zwischenträgers zumindest stellenweise abdruckt. Es ist möglich, dass die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls vollständig in die Oberfläche des Zwischenträgers abgedruckt wird. Nach dem Entfernen des Halbleiterkristalls von dem Zwischenträger behält dann die strukturierte Außenfläche des Zwischenträgers ihre Oberflächenstruktur bei. Mit anderen Worten ist der Abdruckvorgang ein Prozess, bei dem die Außenfläche des Zwischenträgers dauerhaft strukturiert wird.According to at least one embodiment of the method, the surface structure of the semiconductor crystal is first transferred to an outer surface of an intermediate carrier, after which the outer surface of the intermediate carrier is transferred to the outer surface of the radiation coupling element. The intermediate carrier may be formed in the manner of a plate or a disc. For transferring the surface structure of the semiconductor crystal onto the outer surface of the intermediate carrier, the surface structure is printed in the outer surface of the intermediate carrier, for example. If the surface structure of the semiconductor crystal faces the outer surface of the intermediate carrier, then the semiconductor crystal and the intermediate carrier can be brought together and compressed, for example, such that the surface structure of the semiconductor crystal is printed at least in places in the outer surface of the intermediate carrier. It is possible that the surface structure of the semiconductor crystal is completely printed in the surface of the intermediate carrier. After removal of the semiconductor crystal from the intermediate carrier, the structured outer surface of the intermediate carrier then retains its surface structure. In other words, the impression process is a process in which the outer surface of the intermediate carrier is permanently structured.

Im Strukturierungsverfahren kann der Zwischenträger als schablonenartige Vorlage dienen und dabei beispielsweise einen kostenintensiven Halbleiterkristall ersetzen. Der Zwischenträger kann vielfach wiederverwendet werden. Vorzugsweise ist der Zwischenträger mit einem ”leicht strukturierbaren” Material gebildet. ”Leicht strukturierbar” heißt in diesem Zusammenhang, dass der Zwischenträger vorzugsweise mit einem Kunststoff und/oder leicht eindruckbarem Material gebildet ist.In the patterning process, the intermediate carrier can serve as a template-like template, replacing, for example, a cost-intensive semiconductor crystal. The intermediate carrier can be reused many times. Preferably, the intermediate carrier is formed with a "easily structurable" material. "Easily structurable" in this context means that the intermediate carrier is preferably formed with a plastic and / or easily impressionable material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Halbleiterkristall ein III-V-Halbleitermaterial auf. Es wurde erkannt, dass ein mit einem derartigen Material gebildeter Halbleiterkristall besonders dazu geeignet ist, die gewünschten zufällig angeordneten, die Oberflächenstruktur ausbildenden, Erhebungen und Senkungen unterschiedlicher Größe und Verteilung zu schaffen.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor crystal comprises a III-V semiconductor material. It has been recognized that a semiconductor crystal formed with such a material is particularly suitable for providing the desired randomized, surface structure, bumps and reductions of varying size and distribution.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das III-V-Halbleitermaterial ein III-Nitrid-Halbleitermaterial. ”III-Nitrid-Halbleitermaterial” bedeutet in vorliegendem Zusammenhang, dass das Strahlungsauskoppelelement ein Nitridhalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ m ≤ 1, 0 ≤ n ≤ 1 und m + n ≤ 1.In accordance with at least one embodiment, the III-V semiconductor material is a III-nitride semiconductor material. "III-nitride semiconductor material" in the present context means that the radiation decoupling element has or consists of a nitride semiconductor material, preferably Al n Ga m In 1-nm N, where 0 ≦ m ≦ 1, 0 ≦ n ≦ 1 and m + n ≤ 1.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor und/oder während des Übertragens der Oberflächenstruktur die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements thermisch erwärmt und/oder UV-Strahlung auf die Außenfläche eingewirkt. Beispielsweise wird mittels der thermischen Erwärmung vor und/oder während des Übertragens das Strahlungsauskoppelelement im Bereich der Außenfläche erweicht, sodass das Abdrucken der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls vereinfacht und mit nur geringem mechanischem Aufwand ermöglicht wird. Beispielsweise wird die Außenfläche auf Temperaturen im Bereich von einer Raumtemperatur bis zu 300°C, zum Beispiel im Bereich vom 20°C bis 300°C, bevorzugt auf Temperaturen im Bereich von 60°C bis 200°C, erwärmt. Bei der UV-Strahlung kann es sich um Strahlung im Wellenbereich von 200 nm bis 400 nm, bevorzugt von 300 nm bis 370 nm, handeln.According to at least one embodiment of the method, before and / or during the transfer of the surface structure, the outer surface of the radiation decoupling element is thermally heated and / or UV radiation is acted on the outer surface. For example, by means of the thermal heating before and / or during the transfer, the radiation decoupling element is softened in the region of the outer surface, so that the printing of the surface structure of the semiconductor crystal is simplified and made possible with only little mechanical effort. For example, the outer surface is heated to temperatures ranging from a room temperature up to 300 ° C, for example in the range of 20 ° C to 300 ° C, preferably to temperatures in the range of 60 ° C to 200 ° C. The UV radiation may be radiation in the wavelength range from 200 nm to 400 nm, preferably from 300 nm to 370 nm.

Ebenso ist denkbar, dass das Strahlungsauskoppelelement beispielsweise in noch flüssiger oder zähflüssiger Form auf die Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls oder des Zwischenträgers aufgetragen wird. Vorzugsweise passt sich dann das Material der Oberflächenstruktur des Halbleiterkristalls zumindest stellenweise an. Durch thermische Erwärmung des Materials des Strahlungsauskoppelelements und/oder gleichzeitiger UV-Bestrahlung vernetzt sich vorteilhaft das Material des Strahlungsauskoppelelements und verfestigt sich auf dem Halbleiterkristall oder dem Zwischenträger. Mit anderen Worten wird die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements während der thermischen Erwärmung oder UV-Bestrahlung strukturiert. Nach dem Verfestigen kann dann das Strahlungsauskoppelelement von dem Halbleiterkristall oder dem Zwischenträger entfernt werden.It is also conceivable that the radiation decoupling element is applied, for example, in still liquid or viscous form to the surface structure of the semiconductor crystal or the intermediate carrier. The material of the surface structure of the semiconductor crystal then preferably adapts at least in places. By thermal heating of the material of the radiation decoupling element and / or simultaneous UV irradiation The material of the radiation decoupling element advantageously crosslinks and solidifies on the semiconductor crystal or the intermediate carrier. In other words, the outer surface of the radiation decoupling element is structured during the thermal heating or UV irradiation. After solidification, the radiation decoupling element can then be removed from the semiconductor crystal or the intermediate carrier.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Zwischenträger die Form einer Walze auf oder ist auf einer Walze aufgebracht. Ist der Zwischenträger in Form einer Walze ausgebildet, ist er in zumindest einer Richtung vorzugsweise kontinuierlich abrollbar, wobei die abgerollte Außenfläche des Zwischenträgers dann strukturiert ist. Dabei kann sich der Zwischenträger über die Außenfläche des stationär gehaltenen Strahlungsauskoppelelements bewegen oder die Position des Zwischenträgers ist fest und das Strahlungsauskoppelelement wird relativ zum Zwischenträger an diesem vorbeibewegt. Weiterhin ist auch möglich, dass sich der Zwischenträger und das Strahlungsauskoppelelement beide, bevorzugt gleichzeitig bewegen und dadurch das Verfahren schneller durchgeführt werden kann. Dabei ist es möglich, dass zur Ausübung eines mechanischen Drucks der Zwischenträger gegen das Strahlungsauskoppelelement oder umgekehrt das Strahlungsauskoppelelement gegen den Zwischenträger gepresst wird. Weiterhin kann der Druck auch sowohl über den Zwischenträger als auch das Strahlungsauskoppelelement ausgeübt werden, sodass der Zwischenträger und das Strahlungsauskoppelelement aneinandergedrückt werden.In accordance with at least one embodiment of the method, the intermediate carrier has the shape of a roller or is applied to a roller. If the intermediate carrier is designed in the form of a roller, it is preferably able to be unrolled continuously in at least one direction, wherein the unrolled outer surface of the intermediate carrier is then structured. In this case, the intermediate carrier can move over the outer surface of the stationary held radiation decoupling element or the position of the intermediate carrier is fixed and the radiation decoupling element is moved relative to the intermediate carrier at this. Furthermore, it is also possible that the intermediate carrier and the radiation decoupling element both, preferably simultaneously move and thereby the process can be performed faster. It is possible that, in order to exert a mechanical pressure, the intermediate carrier is pressed against the radiation decoupling element or, conversely, the radiation decoupling element is pressed against the intermediate carrier. Furthermore, the pressure can also be exerted both via the intermediate carrier and the radiation decoupling element, so that the intermediate carrier and the radiation decoupling element are pressed against one another.

Ist der Zwischenträger beispielsweise flexibel und/oder biegsam, kann dieser auch auf eine Walze aufgebracht sein. Beispielsweise ist dann der Zwischenträger um die Walze aufgewickelt. Die abrollende Außenfläche der Walze ist dann durch die strukturierte Außenfläche des Zwischenträgers gebildet, welche im weiteren Verfahren als eine Stempeloberfläche benutzt werden kann.For example, if the intermediate carrier is flexible and / or flexible, it can also be applied to a roller. For example, then the intermediate carrier is wound around the roller. The rolling outer surface of the roller is then formed by the structured outer surface of the intermediate carrier, which can be used as a stamp surface in the further process.

Es wird darüber hinaus noch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben.In addition, a method for producing an optoelectronic component is specified.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst ein strahlungsdurchlässiges Strahlungsauskoppelelement bereitgestellt, das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist.In accordance with at least one embodiment of the method, initially a radiation-transmissive radiation decoupling element is provided which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material.

In einem weiteren Schritt wird das Strahlungsauskoppelelement, wie in zumindest einer der vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben, strukturiert. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren zur Strukturierung des Strahlungsauskoppelelements beschriebenen Merkmale beziehen sich auch auf das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauteils und umgekehrt.In a further step, the radiation decoupling element, as described in at least one of the preceding embodiments, structured. That is, the features described for the method described here for structuring the radiation decoupling element also relate to the method described here for producing the optoelectronic component and vice versa.

In einem weiteren Schritt wird das Strahlungsauskoppelelement auf zumindest eine Strahlungsaustrittsfläche eines Bauelements, das geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu führen und/oder zu erzeugen, aufgebracht. Vorzugsweise steht das Strahlungsauskoppelelement mit dem Bauelement in direktem Kontakt. Beispielsweise ist dazu das Strahlungsauskoppelelement auf die Strahlungsaustrittsfläche aufgeklebt. Im Allgemeinen kann der Brechungsindex des Strahlungsauskoppelelements kleiner, größer oder gleich dem Brechungsindex des Bauelements sein. Bevorzugt liegt der Brechungsindex des Strahlungsauskoppelelements zwischen dem Brechungsindex eines dem Strahlungsauskoppelelement umgebenden Mediums und dem Brechungsindex des Bauelements. Mit anderen Worten handelt es sich dabei um eine Brechungsindexanpassung, die eine Auskoppeleffizienz aus dem Bauteil erhöht. Auch können der Brechungsindex des Strahlungsauskoppelelements und des Bauelements gleich sein. Vorteilhaft werden so störende Rück- und Vielfachreflexionen der von dem Bauelement in das Strahlungsauskoppelelement eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung verhindert. ”Auskoppeleffizienz” ist das Verhältnis von aus dem Bauteil ausgekoppelte Strahlungsenergie zu der primär innerhalb des Bauteils erzeugten Strahlungsenergie.In a further step, the radiation decoupling element is applied to at least one radiation exit surface of a component which is suitable for guiding and / or generating electromagnetic radiation. The radiation decoupling element is preferably in direct contact with the component. For example, the radiation decoupling element is adhesively bonded to the radiation exit surface. In general, the refractive index of the radiation decoupling element may be smaller, greater than or equal to the refractive index of the device. The refractive index of the radiation decoupling element preferably lies between the refractive index of a medium surrounding the radiation decoupling element and the refractive index of the component. In other words, this is a refractive index adaptation, which increases a coupling-out efficiency from the component. Also, the refractive index of the radiation decoupling element and the device may be the same. Advantageously, such disturbing back and multiple reflections of the coupled from the device in the radiation decoupling electromagnetic radiation is prevented. "Coupling efficiency" is the ratio of radiant energy coupled out of the component to the radiant energy generated primarily within the component.

Bei diesem Verfahren ist es möglich, dass das Strahlungsauskoppelelement vor oder nach dem Aufbringen auf das Bauelement strukturiert wird.In this method, it is possible that the radiation decoupling element is patterned before or after application to the device.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Bauelement ein Verbund von strahlungsemittierenden Halbleiterchips. Der Verbund von strahlungsemittierenden Halbleiterchips ist vorzugsweise durch einen zusammenhängenden Halbleiterwafer gebildet. Der Halbleiterwafer kann in Form einer Platte oder Scheibe vorliegen. Ferner weist der Verbund eine Halbleiterschichtenfolge mit zumindest einer aktiven Zone zur Emission von elektromagnetischer Strahlung auf. Das auf den Verbund aufgebrachte Strahlungsauskoppelelement dient zur Auskopplung von durch die aktive Zone erzeugte elektromagnetische Strahlung aus jedem der Halbleiterchips. Ebenso kann der Verbund zwei sich gegenüberliegende Strahlungsauskoppelflächen aufweisen, auf das dann jeweils ein Strahlungsauskoppelelement aufgebracht ist. Beispielsweise emittiert dann die aktive Zone ”beidseitig” elektromagnetische Strahlung. Ferner kann in einem nächsten Schritt der Verbund in einzelne optoelektronische Bauteile vereinzelt werden.In accordance with at least one embodiment of the method, the component is a composite of radiation-emitting semiconductor chips. The composite of radiation-emitting semiconductor chips is preferably formed by a contiguous semiconductor wafer. The semiconductor wafer may be in the form of a plate or disk. Furthermore, the composite has a semiconductor layer sequence with at least one active zone for the emission of electromagnetic radiation. The radiation decoupling element applied to the composite serves to decouple electromagnetic radiation generated by the active zone from each of the semiconductor chips. Likewise, the composite may have two opposing radiation outcoupling surfaces, to each of which then a radiation decoupling element is applied. For example, the active zone then emits "bilateral" electromagnetic radiation. Furthermore, in a next step, the composite can be separated into individual optoelectronic components.

Ebenso ist denkbar, dass es sich bei dem Verbund von strahlungsemittierenden Halbleiterchips um einen Verbund von Dünnfilmleuchtdiodenchips handelt. Insbesondere weist der Verbund dann an seiner Rückseite ein Trägersubstrat, das von einem Aufwachssubstrat verschieden ist, auf. Die Rückseite des Verbunds ist in diesem Fall die dem Strahlungsauskoppelelement abgewandte Oberfläche des Verbunds. Das ursprüngliche Aufwachssubstrat ist von dem Bauteil abgelöst. It is likewise conceivable that the composite of radiation-emitting semiconductor chips is a composite of thin-film light-emitting diode chips. In particular, the composite then has on its rear side a carrier substrate, which is different from a growth substrate. The rear side of the composite in this case is the surface of the composite facing away from the radiation decoupling element. The original growth substrate is detached from the component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Bauelement ein Verbund von organischen, Licht emittierenden Elementen (OLEDs). Das heißt, dass das Bauelement dann mindestens ein organisches Material enthält.In accordance with at least one embodiment of the method, the component is a composite of organic, light-emitting elements (OLEDs). This means that the component then contains at least one organic material.

Ferner weist das optoelektronische Bauelement dann zumindest eine aktive Zone auf, welche zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Vorzugsweise enthält die aktive Zone ein organisches Material. Auch hierbei ist denkbar, dass der Verbund zwei sich gegenüberliegende Strahlungsauskoppelflächen aufweist, auf die dann jeweils ein Strahlungsauskoppelelement aufgebracht ist.Furthermore, the optoelectronic component then has at least one active zone, which is suitable for generating electromagnetic radiation. Preferably, the active zone contains an organic material. In this case, too, it is conceivable that the composite has two radiation emission surfaces lying opposite one another, to which a radiation decoupling element is then respectively applied.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Bauelement mit zumindest einem Lichtleiter gebildet. Der Lichtleiter kann zwei sich gegenüberliegende Strahlungsaustrittsflächen aufweisen. In diesem Fall kann auf die beiden Strahlungsaustrittsflächen jeweils ein Strahlungsauskoppelelement aufgebracht, etwa aufgeklebt, sein Das Strahlungsauskoppelelement kann zur effizienten Datenübertragung dienen, da durch das Strahlungsauskoppelelement und der damit einhergehenden erhöhten Auskoppeleffizienz eine größere Menge an optischen Daten aus dem optoelektronischen Bauteil ausgekoppelt beziehungsweise eingekoppelt werden kann. Ebenso kann der Lichtleiter in Form einer Licht leitenden Platte ausgebildet sein und als Hintergrundbeleuchtung zum Beispiel bei Displays oder Bildschirmen dienen (auch Backlight-Display).In accordance with at least one embodiment of the method, the component is formed with at least one light guide. The light guide may have two opposing radiation exit surfaces. In this case, a radiation decoupling element can each be applied, for example glued, to the two radiation exit surfaces. The radiation decoupling element can serve for efficient data transmission, since a larger amount of optical data can be coupled out or coupled in from the optoelectronic component by the radiation decoupling element and the associated increased decoupling efficiency , Likewise, the light guide may be in the form of a light-conducting plate and serve as a backlight for example in displays or screens (also backlight display).

Es wird darüber hinaus noch ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Beispielsweise kann ein solches optoelektronisches Bauteil mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellt werden, wie es in Verbindung mit einem oder mehreren der oben genannten Ausführungsformen beschrieben ist. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren beschriebenen Merkmale beziehen sich auch auf das hier beschriebene optoelektronische Bauteil und umgekehrt.In addition, an optoelectronic component is specified. For example, such an optoelectronic device may be manufactured by the method described herein, as described in connection with one or more of the above embodiments. That is, the features described for the method described herein also relate to the optoelectronic device described herein and vice versa.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weist das Bauteil ein Bauelement auf, das geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu führen und/oder zu erzeugen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Bauelement um einen optoelektronischen Halbleiterchip, eine organische, Licht emittierende Diode (OLED) oder um einen Lichtleiter. Ebenso ist denkbar, dass es sich bei dem Bauelement um ein optisches Element, welches zum Beispiel mit einer Linse gebildet ist, handelt.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the component has a component which is suitable for guiding and / or generating electromagnetic radiation. By way of example, the component is an optoelectronic semiconductor chip, an organic, light-emitting diode (OLED) or a light guide. It is also conceivable that the component is an optical element which is formed, for example, with a lens.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses ein auf einer Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements aufgebrachtes strahlungsdurchlässiges Strahlungsauskoppelelement auf, das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist.According to at least one embodiment of the component, the latter has a radiation-transmissive radiation decoupling element which is applied to a radiation exit surface of the component and which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material.

Das Strahlungsauskoppelelement weist eine dem Bauelement abgewandte strukturierte Außenfläche auf, durch die elektromagnetische Strahlung aus dem optoelektronischen Bauteil ausgekoppelt wird.The radiation decoupling element has a structured outer surface facing away from the component, by means of which electromagnetic radiation is coupled out of the optoelectronic component.

Die strukturierte Außenfläche ist mittels einer durch Ätzen erzeugten Oberflächenstruktur eines Halbleiterkristalls gebildet.The structured outer surface is formed by means of a surface structure of a semiconductor crystal produced by etching.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Außenfläche zumindest stellenweise durch Strukturen gebildet, deren Seitenflanken eine Hauptverkippung von 58° ± 4°, insbesondere 58° ± 2°, zu einer Haupterstreckungsrichtung der Außenfläche aufweisen. Durch die Seitenflanken sind die Strukturen der Außenfläche in lateraler Richtung, das heißt parallel zur Haupterstreckungsrichtung begrenzt. ”Hauptwinkel” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Seitenflanken vorzugsweise einen Verkippungswinkel von 58° ± 4°, insbesondere 58° ± 2°, bilden. Neben dem Hauptwinkel können jedoch noch weitere, beispielsweise von Kristallfacetten des Halbleiterkristalls abhängige, Nebenwinkel vorkommen.According to at least one embodiment, the outer surface is at least locally formed by structures whose side edges have a Hauptverkippung of 58 ° ± 4 °, in particular 58 ° ± 2 °, to a main extension direction of the outer surface. By the side edges, the structures of the outer surface in the lateral direction, that is parallel to the main extension direction are limited. "Main angle" in this context means that the side edges preferably form a tilt angle of 58 ° ± 4 °, in particular 58 ° ± 2 °. In addition to the main angle, however, further, for example, crystal facets of the semiconductor crystal dependent, minor angle may occur.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Strukturen pyramidenstumpfartig ausgebildet. Das heißt, dass die Außenfläche des Strahlungsauskoppelelements eine Struktur aufweist, die durch eine Vielzahl pyramidenstumpfartiger Erhebungen gebildet sein kann. Jede pyramidenstumpfartige Erhebung ist ein Polyeder und wird durch eine Mantel- und eine Deckfläche begrenzt und weist somit statt einer punktförmigen Spitze die Deckfläche auf. Bevorzugt ist ein Flächeninhalt der Deckfläche möglichst gering. Das heißt, es handelt sich bevorzugt zumindest näherungsweise um eine Pyramide mit einer Spitze. Die Mantelfläche weist zumindest drei Seitenflanken auf, die zusammenlaufen und die Deckfläche seitlich begrenzen. Die Seitenflanken der pyramidenstumpfartigen Erhebung enden in das Strahlungsauskoppelelement und bilden dort eine der pyramidenstumpfartigen Erhebung zuordenbare, gedachte Bodenfläche aus. Die Bodenfläche ist durch die Seitenflanken der pyramidenstumpfartigen Erhebung seitlich begrenzt. Boden- und Deckfläche der pyramidenstumpfartigen Erhebung stehen sich also gegenüber und sind über die Seitenflanken miteinander verbunden. In einem seitlichen Schnitt durch eine solche pyramidenstumpfartige Erhebung weist die pyramidenstumpfartige Erhebung zumindest zwei Seitenflanken, eine Deck- und eine Bodenfläche auf. Vorzugsweise handelt sich bei den pyramidenstumpfartigen Strukturen um Strukturen mit einer hexagonalen Bodenfläche.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the structures are designed in the shape of a truncated pyramid. That is, the outer surface of the radiation decoupling element has a structure that may be formed by a plurality of truncated pyramidal projections. Each pyramidal stump-like elevation is a polyhedron and is limited by a mantle and a top surface and thus has instead of a punctiform tip on the top surface. Preferably, an area of the top surface is as small as possible. That is, it is preferably at least approximately a pyramid with a tip. The lateral surface has at least three side flanks, which converge and limit the top surface laterally. The side flanks of the truncated pyramid-like elevation terminate in the radiation decoupling element and form there an imaginary bottom surface that can be assigned to the truncated pyramidal elevation. The bottom surface is bounded laterally by the side flanks of the truncated pyramidal elevation. Bottom and top surface of the truncated pyramidal Survey thus face each other and are connected by the side edges. In a lateral section through such a truncated pyramidal elevation, the truncated pyramidal elevation has at least two side flanks, a top surface and a bottom surface. The pyramidal stump-like structures are preferably structures with a hexagonal bottom surface.

Insbesondere sind entlang der Haupterstreckungsrichtung die pyramidenstumpfartigen Strukturen in zufälliger Weise, das heißt nicht deterministisch, angeordnet. Es kann gezeigt werden, dass eine derartig in zufälliger Weise ausgebildete pyramidenartige Außenfläche eines Strahlungsauskoppelelements ein Bauteil mit einer erhöhten Auskoppeleffizienz im Vergleich zu einer beispielsweise pyramidenartig, deterministischen Struktur der Außenfläche aufweist. Die zufällig pyramidenartig ausgebildete Struktur stellt also eine vorteilhafte Auskoppelstruktur dar.In particular, along the main extension direction, the truncated pyramid-like structures are arranged in a random manner, that is to say not deterministically. It can be shown that such a randomly formed pyramid-like outer surface of a radiation decoupling element has a component with an increased coupling-out efficiency compared to an example pyramid-like, deterministic structure of the outer surface. The randomly pyramid-like structure thus represents an advantageous coupling-out structure.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Strukturhöhe der Strukturen in der strukturierten Außenfläche 20 nm bis 2000 nm, bevorzugt 50 nm bis 1500 nm. Die Strukturhöhe ist beispielsweise die Strecke entlang einer Oberflächennormalen des Strahlungsauskoppelelements, von der Deckfläche der pyramidenstumpfartigen Struktur bis zu ihrer Bodenfläche. Betrachtet man eine pyramidenstumpfartige Struktur in einer Seitenansicht, so ist beispielsweise die Breite als die Kantenlänge der Bodenfläche einer pyramidenstumpfartigen Struktur festgelegt. Vorzugsweise ist die Breite einer derartigen pyramidenstumpfartigen Struktur zwischen 50 nm und 4000 nm und bevorzugt zwischen 200 und 2000 nm.According to at least one embodiment, a structure height of the structures in the structured outer surface is 20 nm to 2000 nm, preferably 50 nm to 1500 nm. The structure height is, for example, the distance along a surface normal of the radiation decoupling element, from the top surface of the truncated pyramidal structure to its bottom surface. Considering a truncated pyramidal structure in a side view, for example, the width is set as the edge length of the bottom surface of a truncated pyramidal structure. Preferably, the width of such a truncated pyramidal structure is between 50 nm and 4000 nm and preferably between 200 and 2000 nm.

Im Folgenden werden die hier beschriebenen Verfahren sowie ein optoelektronisches Bauteil anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.In the following, the methods described here and an optoelectronic component will be explained in more detail by means of exemplary embodiments and the associated figures.

Die 1A bis 1C zeigen einzelne Fertigungsschritte zur Herstellung eines Ausführungsbeispieles eines hier beschriebenen Strahlungsauskoppelelements.The 1A to 1C show individual manufacturing steps for producing an embodiment of a radiation decoupling element described here.

Die 1D zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Strahlungsauskoppelelements.The 1D shows a perspective side view of an embodiment of a radiation decoupling element described here.

Die 2A zeigt einen Fertigungsschritt zur Herstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils.The 2A shows a manufacturing step for producing an embodiment of an optoelectronic device described here.

Die 2B und 2C zeigen in einer schematischen und einer perspektivischen Seitenansicht Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen Bauelements.The 2 B and 2C show in a schematic and a perspective side view embodiments of a device described here.

Die 3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils.The 3 shows a schematic side view of an embodiment of an optoelectronic device described here.

Die 4 zeigt in einer mikroskopischen Seitenansicht einen hier beschriebenen Halbleiterkristall.The 4 shows a microscopic side view of a semiconductor crystal described here.

In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the exemplary embodiments and the figures, identical or identically acting components are each provided with the same reference numerals. The illustrated elements are not to be considered as true to scale, but individual elements may be exaggerated to better understand.

In der 1A ist ein Hilfsträger 9 dargestellt, der nach Art einer Scheibe oder Platte ausgebildet sein kann. Auf dem Hilfsträger 9 ist ein Strahlungsauskoppelelement 1 aufgebracht, welches eine Außenfläche 11 aufweist, die dem Hilfsträger 9 abgewandt ist. Das Strahlungsauskoppelelement 1 ist vorliegend eine flexible Folie, die mit einem Kunststoffmaterial gebildet ist.In the 1A is a subcarrier 9 represented, which may be formed in the manner of a disk or plate. On the subcarrier 9 is a radiation decoupling element 1 applied, which is an outer surface 11 that is the subcarrier 9 turned away. The radiation decoupling element 1 In the present case, a flexible film is formed with a plastic material.

In der 1B ist dargestellt, wie zunächst ein Halbleiterkristall 3 bereitgestellt wird. Bei dem Halbleiterkristall 3 handelt es sich um einen Halbleiterwafer, der mit einem III-Nitridhalbleitermaterial gebildet ist. Der Halbleiterkristall 3 weist eine Oberflächenstruktur 33 auf, welche vollständig durch pyramidenstumpfartige Strukturen 8 gebildet ist. Jede der pyramidenstumpfartigen Strukturen 8 ist in der seitlichen Schnittdarstellung der 1B durch jeweils zwei Seitenflanken 7 einer Bodenfläche 72 und einer Deckfläche 73 gebildet, wobei vorliegend aus Vereinfachungsgründen die Deckfläche 73 als eine punktförmige Spitze gezeichnet ist. Ferner liegt eine Strukturhöhe H der pyramidenstumpfartigen Strukturen 8 in einem Bereich zwischen 50 und 1500 nm. Die Strukturen 8 sind entlang einer Haupterstreckungsrichtung 300 des Halbleiterkristalls 3 beispielsweise gemessen an ihrer Strukturhöhe H zufällig, verteilt. Ferner weist jede der Seitenflanken 7 einer pyramidenstumpfartigen Struktur 8 eine Verkippung von 58° zu der Haupterstreckungsrichtung 300 auf. Mit anderen Worten sind die pyramidenstumpfartigen Strukturen 8 nur in Bezug auf ihren Verkippungswinkel gleich. Sie unterscheiden sich jedoch jeweils in zufälliger Weise von ihrer Ausdehnung, beispielsweise ihrer Höhe voneinander.In the 1B is shown as first a semiconductor crystal 3 provided. In the semiconductor crystal 3 it is a semiconductor wafer formed with a III-nitride semiconductor material. The semiconductor crystal 3 has a surface structure 33 on, which completely by truncated pyramidal structures 8th is formed. Each of the pyramidal stump-like structures 8th is in the lateral sectional view of 1B by two side flanks each 7 a floor area 72 and a top surface 73 formed, in the present case for reasons of simplification, the top surface 73 is drawn as a punctiform tip. Furthermore, there is a structural height H of the truncated pyramid-like structures 8th in a range between 50 and 1500 nm. The structures 8th are along a main direction of extension 300 of the semiconductor crystal 3 for example, randomly distributed at its structural height H. Further, each of the side flanks 7 a truncated pyramidal structure 8th a tilt of 58 ° to the main extension direction 300 on. In other words, the truncated pyramidal structures 8th only equal in terms of their tilt angle. However, they each differ in a random manner from their extent, for example, their height from each other.

Ferner ist in der 1B schematisch gezeigt, das der Halbleiterkristall 3 mit seiner Oberflächenstruktur 33 in die Außenfläche 11 des Strahlungsauskoppelelements 1 aufgepresst wird, sodass die Oberflächenstruktur 33 des Halbleiterkristalls 3 in die Außenfläche 11 des Strahlungsauskoppelelements 1 abgedruckt wird. Auf der Außenfläche 11 wird also die Negativform der Oberflächenstruktur 33 des Halbleiterkristalls aufgebracht.Furthermore, in the 1B shown schematically, the semiconductor crystal 3 with its surface structure 33 in the outer surface 11 the radiation decoupling element 1 is pressed, so that the surface structure 33 of the semiconductor crystal 3 in the outer surface 11 the radiation decoupling element 1 is printed. On the outside surface 11 becomes the negative form of the surface structure 33 of the semiconductor crystal applied.

Wie in der 1C dargestellt ist, verbleibt nach einem Entfernen des Halbleiterkristalls 3 die strukturierte Außenfläche 11 des Strahlungsauskoppelelements 1. Da die strukturierte Außenfläche 11 die gleichen geometrischen Merkmale aufweist wie die Oberflächenstruktur 33, verfügen ebenso die pyramidenstumpfartigen Strukturen 8 der Außenfläche 11 über die gleichen Merkmale zum Beispiel in Bezug auf ihre Breite beziehungsweise Strukturhöhe.Like in the 1C is shown remains after removal of the semiconductor crystal 3 the structured outer surface 11 the radiation decoupling element 1 , Because the structured outer surface 11 have the same geometric features as the surface structure 33 , also have the truncated pyramidal structures 8th the outer surface 11 about the same features, for example, in terms of their width or structural height.

In einem nächsten Schritt kann dann der Hilfsträger 9 von dem Strahlungsauskoppelelement 1 entfernt werden.In a next step, then the subcarrier 9 from the radiation decoupling element 1 be removed.

In der 1D ist in einer perspektivischen Seitenansicht ein Zwischenträger 4 gezeigt, der auf einer Walze 41 aufgerollt ist. Aus Vereinfachungsgründen ist eine Strukturierung einer strukturierten Außenfläche 44 des Zwischenträgers 4 lediglich schraffiert angedeutet. Der Zwischenträger 4 kann den Halbleiterkristall 3 als Schablone im Strukturierungsverfahren ersetzen. Das heißt, die in Verbindung mit den 1A bis 1C beschriebenen Verfahrensschritte können statt mit einem als Wafer gestalteten Halbleiterkristall 3 auch mit dem Zwischenträger 4 ausgeführt werden. Der Zwischenträger 4 ist auf einer Abrollfläche der Walze 41 beispielsweise umlaufend aufgeklebt. Die Walze 41 kann in Richtung der Haupterstreckungsrichtung 300 derart abgerollt und gleichzeitig in das Strahlungsauskoppelelement 1 eingedrückt werden, dass ebenso die Außenfläche 11 strukturiert wird und die Außenfläche 11 auch in diesem Fall die Negativform einer strukturierten Außenfläche 44 des Zwischenträgers 4 aufweist.In the 1D is a perspective view of an intermediate carrier 4 shown on a roller 41 rolled up. For reasons of simplification, a structuring of a structured outer surface 44 of the subcarrier 4 hatched only hinted. The intermediate carrier 4 can the semiconductor crystal 3 as a template in the structuring procedure. That is, in conjunction with the 1A to 1C described process steps can instead of a semiconductor wafer designed as a wafer 3 also with the subcarrier 4 be executed. The intermediate carrier 4 is on a rolling surface of the roller 41 glued, for example, circumferentially. The roller 41 can be in the direction of the main extension direction 300 so unrolled and at the same time in the radiation decoupling element 1 be pressed in, as well as the outer surface 11 is structured and the outer surface 11 also in this case the negative form of a structured outer surface 44 of the subcarrier 4 having.

In der 2A ist dargestellt, wie das Strahlungsauskoppelelement 1 auf eine Strahlungsaustrittsfläche 55 eines Bauelements 5 aufgebracht wird. Vorliegend handelt es sich bei dem Bauelement 5 um einen Verbund 501 von strahlungsemittierenden Halbleiterchips 51. Beispielsweise kann das Aufbringen durch Aufkleben erfolgen.In the 2A is shown as the radiation decoupling element 1 on a radiation exit surface 55 a component 5 is applied. In the present case, it is the device 5 around a composite 501 of radiation-emitting semiconductor chips 51 , For example, the application can be done by sticking.

In einem nächsten Schritt kann dann ein Verbund bestehend aus dem Bauelement 5 und dem Strahlungsauskoppelelement 1 entlang von Trennlinien 101 in einzelne optoelektronische Bauteile 100 vereinzelt werden.In a next step can then be a composite consisting of the component 5 and the radiation decoupling element 1 along dividing lines 101 into individual optoelectronic components 100 to be isolated.

Die 2B und 2C zeigen in einer schematischen und einer perspektivischen Seitenansicht weitere Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen Bauelements 5.The 2 B and 2C show in a schematic and a perspective side view of further embodiments of a device described herein 5 ,

In 2B ist dargestellt, dass das Bauelement 5 ebenso ein Verbund 502 von organischen, Licht emittierenden Elementen 52 (OLEDs) sein kann. Beispielsweise wird auch hierbei auf die Strahlungsaustrittsfläche 55 des Verbunds 502 das Strahlungsauskoppelelement 1 aufgeklebt und in einem nächsten Schritt entlang wiederum der Trennungslinie 101 in einzelne optoelektronische Bauelemente 100 vereinzelt.In 2 B is shown that the component 5 as well as a composite 502 of organic, light-emitting elements 52 (OLEDs). For example, this is also on the radiation exit surface 55 of the composite 502 the radiation decoupling element 1 glued on and in a next step along the dividing line again 101 in individual optoelectronic components 100 sporadically.

Die 2C zeigt das optoelektronische Bauelement 5 als einen Lichtleiter 53. Der Lichtleiter 53 weist vorliegend zwei sich gegenüberliegende Strahlungsaustrittsflächen 55 mit jeweils einem Radius R auf. Auf eine oder beide Strahlungsaustrittsflächen 55 kann jeweils das Strahlungsauskoppelelement 1 direkt aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt, werden.The 2C shows the optoelectronic device 5 as a light guide 53 , The light guide 53 in the present case has two opposite radiation exit surfaces 55 each with a radius R on. On one or both radiation exit surfaces 55 can each be the radiation decoupling element 1 directly applied, for example, glued, be.

Die 3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das fertige optoelektronische Bauteil 100, aufweisend ein Bauelement 5 sowie das auf die Strahlungsaustrittsfläche 55 direkt aufgebrachte, strahlungsdurchlässige Strahlungsauskoppelelement 1. Erkennbar ist, dass die Außenfläche 11 des Strahlungsauskoppelelements 1 die gleichen geometrischen Merkmale aufweist wie die Oberflächenstruktur 33 des in der 1B dargestellten Halbleiterkristalls 3. Die Auskoppeleffizienz des optoelektronischen Bauteils 100 wird durch eine derart strukturierte Außenfläche 11 besonders effektiv gesteigert.The 3 shows a schematic side view of the finished optoelectronic component 100 comprising a component 5 as well as on the radiation exit surface 55 directly applied, radiation-permeable radiation decoupling element 1 , Visible is that the outer surface 11 the radiation decoupling element 1 have the same geometric features as the surface structure 33 in the 1B shown semiconductor crystal 3 , The decoupling efficiency of the optoelectronic device 100 becomes through such a structured outer surface 11 increased particularly effective.

Die 4 zeigt in einer mikroskopischen Seitenansicht einen hier beschriebenen Halbleiterkristall 3 mit einer Oberflächenstruktur 33. Der Halbleiterkristall 3 ist vorliegend ein Halbleiterwafer und mit Gallium-Nitrid gebildet. Erkennbar sind die pyramidenstumpfartigen Strukturen 8 mit ihren Seitenflanken 7. Die Seitenflanken 7 bilden mit der Haupterstreckungsrichtung 300 eine Verkippung mit dem Hauptwinkel von 58°. Neben einem derartigen Hauptwinkel sind weitere Seitenflanken 7 erkennbar, die eine vom Hauptwinkel abweichende Verkippung aufweisen und daher Nebenwinkel ausbilden.The 4 shows a microscopic side view of a semiconductor crystal described here 3 with a surface structure 33 , The semiconductor crystal 3 In this case, a semiconductor wafer is formed with gallium nitride. Visible are the truncated pyramidal structures 8th with their side flanks 7 , The side flanks 7 form with the main extension direction 300 a tilt with the main angle of 58 °. In addition to such a main angle are more side edges 7 recognizable, which have a different angle from the main angle tilting and therefore form minor angle.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr erfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie die Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder dem Ausführungsbeispiel angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention covers each new feature and the combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or the embodiment.

Claims (15)

Verfahren zur Strukturierung eines Strahlungsauskoppelelements (1) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines strahlungsdurchlässigen Strahlungsauskoppelelements (1), das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist; – Strukturieren einer Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1), wobei zumindest mittelbar eine durch Ätzen erzeugte Oberflächenstruktur (33) eines Halbleiterkristalls (3) auf die Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1) übertragen wird.Method for structuring a radiation decoupling element ( 1 ) comprising the following steps: - providing a radiation-transmissive radiation decoupling element ( 1 ) formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material; - structuring of an outer surface ( 11 ) of the radiation decoupling element ( 1 ), wherein at least indirectly a surface structure produced by etching ( 33 ) of a semiconductor crystal ( 3 ) on the outer surface ( 11 ) of the radiation decoupling element ( 1 ) is transmitted. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächenstruktur (33) des Halbleiterkristalls (3) zunächst auf eine Außenfläche (44) eines Zwischenträgers (4) übertragen wird, wobei danach die Außenfläche (44) des Zwischenträgers (4) auf die Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1) übertragen wird.Method according to Claim 1, in which the surface structure ( 33 ) of the semiconductor crystal ( 3 ) first on an outer surface ( 44 ) of an intermediate carrier ( 4 ), after which the outer surface ( 44 ) of the intermediate carrier ( 4 ) on the outer surface ( 11 ) of the radiation decoupling element ( 1 ) is transmitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterkristall (3) ein III-V-Halbleitermaterial aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which the semiconductor crystal ( 3 ) has a III-V semiconductor material. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das III-V Halbleitermaterial ein III-Nitrid-Halbleitermaterial ist.The method of claim 3, wherein the III-V semiconductor material is a III-nitride semiconductor material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor und/oder während des Übertragens der Oberflächenstruktur (33) die Außenfläche (11) des Strahlungsauskoppelelements (1) thermisch erwärmt und/oder UV-Strahlung auf die Außenfläche (11) eingewirkt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein before and / or during the transfer of the surface structure ( 33 ) the outer surface ( 11 ) of the radiation decoupling element ( 1 ) is heated thermally and / or UV radiation on the outer surface ( 11 ) is acted upon. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 5, bei dem der Zwischenträger (4) die Form einer Walze aufweist oder auf einer Walze (41) aufgebracht ist.Method according to one of claims 2 or 5, in which the intermediate carrier ( 4 ) has the form of a roll or on a roll ( 41 ) is applied. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils (100) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines strahlungsdurchlässigen Strahlungsauskoppelelements (1), das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist; – Strukturieren des Strahlungsauskoppelelements (1) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche; – Aufbringen des Strahlungsauskoppelelements (1) auf zumindest eine Strahlungsaustrittsfläche (55) eines Bauelements (5), das geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu führen und/oder zu erzeugen.Method for producing an optoelectronic component ( 100 ) comprising the following steps: - providing a radiation-transmissive radiation decoupling element ( 1 ) formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material; - structuring the radiation decoupling element ( 1 ) according to at least one of the preceding claims; - applying the radiation decoupling element ( 1 ) on at least one radiation exit surface ( 55 ) of a component ( 5 ) capable of guiding and / or generating electromagnetic radiation. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Bauelement (5) ein Verbund (501) von strahlungsemittierenden Halbleiterchips (51) ist.Method according to Claim 7, in which the component ( 5 ) a composite ( 501 ) of radiation-emitting semiconductor chips ( 51 ). Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Bauelement (5) ein Verbund (502) von organischen, Licht emittierenden Elementen (52) (OLEDs) ist.Method according to Claim 7, in which the component ( 5 ) a composite ( 502 ) of organic, light-emitting elements ( 52 ) (OLEDs) is. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Bauelement (5) mit zumindest einem Lichtleiter (53) gebildet ist.Method according to one of Claims 7 to 9, in which the component ( 5 ) with at least one light guide ( 53 ) is formed. Optoelektronisches Bauteil (100), mit – einem Bauelement (5), das geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu führen und/oder zu erzeugen; – einem auf eine Strahlungsaustrittfläche (55) des Bauelements (5) aufgebrachten strahlungsdurchlässigen Strahlungsauskoppelelement (1), das mit einem Kunststoffmaterial, einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet ist und eine dem Bauelement (5) abgewandte strukturierte Außenfläche (11) aufweist, durch die elektromagnetische Strahlung aus dem optoelektronischen Bauteil (100) ausgekoppelt wird, wobei – die strukturierte Außenfläche (11) mittels einer durch Ätzen erzeugten Oberflächenstruktur (33) eines Halbleiterkristalls gebildet ist.Optoelectronic component ( 100 ), with - a component ( 5 ) capable of guiding and / or generating electromagnetic radiation; - one on a radiation exit surface ( 55 ) of the component ( 5 ) applied radiation-transmissive radiation decoupling element ( 1 ), which is formed with a plastic material, a glass and / or a ceramic material and a the component ( 5 ) facing away from structured outer surface ( 11 ), by the electromagnetic radiation from the optoelectronic component ( 100 ), wherein - the structured outer surface ( 11 ) by means of a surface structure produced by etching ( 33 ) is formed of a semiconductor crystal. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 11, bei dem die strukturierte Außenfläche (11) zumindest stellenweise durch Strukturen (8) gebildet ist, deren Seitenflanken (7) eine Verkippung von 58° ± 4° zu einer Haupterstreckungsrichtung (300) der Außenfläche (11) aufweisen.Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 11, wherein the structured outer surface ( 11 ) at least in places by structures ( 8th ) is formed, the side edges ( 7 ) a tilt of 58 ° ± 4 ° to a main extension direction ( 300 ) of the outer surface ( 11 ) exhibit. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Strukturen (8) pyramidenstumpfartig ausgebildet sind.Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 11 or 12, wherein the structures ( 8th ) are formed like a truncated pyramid. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 13, bei dem eine Strukturhöhe (H) der Strukturen (8) in der strukturierten Außenfläche (11) 20 nm bis 2000 nm beträgt.Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 13, wherein a structural height (H) of the structures ( 8th ) in the structured outer surface ( 11 ) Is 20 nm to 2000 nm. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, das mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 erzeugt ist.Optoelectronic component ( 100 ) according to one of claims 11 to 14, which is produced by a method according to one of claims 7 to 10.
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