EP-3724937-B1 - METHOD FOR PRODUCING A SEMI-TRANSPARENT DISPLAY AND A SEMI-TRANSPARENT DISPLAY

Inventors

• RICHTER, BERND
• WARTENBERG, Philipp
• BRENNER, STEPHAN
• KIRCHHOFF, VOLKER
• VOGEL, UWE

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20181211

Claims (12)

1. Method for manufacturing a semi-transparent display, comprising: a) providing an SOI wafer (100) whose surface comprises at least one pixel region (109) and at least one contact region (110) situated next to the pixel region, wherein the SOI wafer (100) includes, on its rear side, a silicon substrate (101) and above the same, viewed in this order, a transparent layer (102) made from an electrically non-conductive material as well as multiple transparent silicon oxide layers (103), wherein, at the surface of one of the transparent silicon oxide layers (103), contacts (104) serving as pixel electrodes are formed, wherein, in the layer (102) of electrically non-conductive material, a multitude of silicon-based active regions (105) are embedded in which electrical circuits (106) for controlling pixel cells are formed, and wherein, in the silicon oxide layers (103), electrically conductive elements (107) for connecting circuits (106) are formed; b) depositing at least one electromagnetic radiation emitting layer (201) on the front side of the SOI wafer (100) and on the contacts (104) serving as pixel electrodes; c) applying at least one transparent cover layer (202) above the at least one electromagnetic radiation emitting layer (201); d) attaching a wiring carrier (501; 601) to the composite including, at least, the SOI wafer (100), the electromagnetic radiation emitting layer (201) and the transparent cover layer (202), characterized in that , prior to attaching the wiring carrier (501; 601) to the composite, consisting of the SOI wafer (100), the electromagnetic radiation emitting layer (201) and the transparent cover layer (202), the silicon substrate (101) is removed from the composite, thereby creating a remaining composite (301), wherein depressions (401) are introduced on the rear side of the remaining composite, which expose electrically conductive elements (402) within the contact region (110) and wherein electrically conductive connections between the electrically conductive elements (402) that are exposed within the contact region (110) of the composite (301) and the wiring carrier (501; 601) are formed.
2. Method according to claim 1, characterized in that the wiring carrier (501) is attached to the front side of the remaining composite (301).
3. Method according to claim 2, characterized in that the electrically conductive connections between the contact region (110) of the SOI wafer (100) and the wiring carrier (501) are formed to be a wire bond (506).
4. Method according to claim 1, characterized in that the wiring carrier (601) is attached to the rear side of the remaining composite (301).
5. Method according to claim 4, characterized in that the electrically conductive connections between the contact region (110) of the SOI wafer and the wiring carrier (601) are formed to be a bump bond (603) or an anisotropically conducting bond.
6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one electromagnetic radiation emitting layer (201) is formed to be an organic layer.
7. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one electromagnetic radiation emitting layer is formed to be an inorganic layer.
8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the silicon substrate (101) is mechanically abraded from the composite and/or that the silicon substrate (101) is removed from the composite using chemical substances.
9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one transparent cover layer (202) is formed to be glass or a plastic film.
10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that pixel electrodes and pixel counter electrodes for the at least one electromagnetic radiation emitting layer are arranged on one level and as a component of the SOI wafer.
11. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the contacts (104) serving as pixel electrodes are formed as a component of the SOI wafer, wherein an electrically conductive layer is deposited above and adjacent the at least one electromagnetic radiation emitting layer.
12. Method according to claim 11, characterized in that the electrically conductive layer is structured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines semitransparenten Displays. Unter einem semitransparenten Display im Erfindungssinn ist ein Display zu verstehen, welches eine Vielzahl von ersten Oberflächenbereichen umfasst, innerhalb denen Licht, welches mit einem menschlichen Auge erfassbar ist, von beiden Seiten des Displays durch das Display hindurchstrahlen kann. Des Weiteren umfasst ein semitransparentes Display eine Vielzahl von zweiten Oberflächenbereichen, innerhalb denen Licht, welches mit einem menschlichen Auge erfassbar ist, nicht durch das Display hindurchstrahlen kann. Displays erlangen eine zunehmende Bedeutung für das Darstellen von Informationen. Sollen derartige Informationen beispielsweise beim Tragen von Brillen oder beim Benutzen von Ferngläsern in den Sichtbereich einer Person eingeblendet werden, sind transparente bzw. semitransparente Displays von Vorteil. Aus US 2015/0250038 A1 und US 2015/0309637 A1 sind Verfahren zum Herstellen eines Displays bekannt, bei welchen zu Beginn der Schichtabscheidung temporär ein erstes Substrat verwendet wird, welches während der ersten Schichtabscheideprozesse eine hierfür erforderliche mechanische Stabilität gewährleistet. Auf dieses Substrat werden Dünnfilmtransistoren, Elektroden und Verdrahtungsebenen aufgetragen und strukturiert. Im Laufe des Displayaufbaus wird das erste Substrat vom Schichtstapel abgelöst und durch ein zweites, meist flexibleres Substrat ersetzt. Wegen des erneuten Hinzufügens eines Substrates kann das Ansteuern der Displaypixel ausschließlich über die Dünnfilmtransistoren oberhalb des Substrates erfolgen, weshalb eine Miniaturisierung der Displaypixel auch durch die Dünnfilmtransistoren limitiert wird. Derartige Verfahren sind nicht zum Herstellen von Mikrodisplays geeignet, bei welchen üblicherweise Pixelgrößen im Bereich von 1 - 10 µm erforderlich sind. Der Austausch des Substrates erfordert außerdem einen zusätzlichen Aufwand, der die Herstellungskosten erhöht. OLED-Displays und Verfahren zum Herstellen von OLED-Displays, bei welchen die Schaltelemente zum Ansteuern der Displaypixel auf der sogenannten TFT-Technologie beruhen, sind zum Beispiel in US 2010/0045919 A1 und EP 1 480 272 A2 beschrieben. Die aktive Schicht von TFT-Transistoren wird oberhalb eines Substrates aus amorphen oder polykristallinen Halbleitern ausgebildet. Derartige Halbleiter weisen eine geringe Mobilität der Ladungsträger auf und in der Regel ist entweder ein Elektronen-leitender Transistor (NMOS) oder ein Loch-leitender Transistor (PMOS) im TFT-Prozess verfügbar. Hierdurch ist das Realisieren komplexer Schaltungen sehr stark eingeschränkt. Darüber hinaus sind die Strukturierungsverfahren für TFT-Transistoren limitiert und erlauben in der Regel minimale Kanallängen im Bereich von 3 - 5 µm. Daher ist es auch mittels der TFT-Technologie nicht möglich, Mikrodisplays mit Pixelgrößen im Bereich von 1 - 10 µm auszubilden. WO 2013/062707 A1 offenbart ebenfalls OLED-Displays und Verfahren zum Herstellen von OLED-Displays, bei welchen das Display in ein starres Gehäuse eingebettet ist, was die Anwendung derartiger Displays begrenzt. Hierbei wird das Display aus unterschiedlichen Teilkomponenten zu einem Gesamtsystem zusammengefügt. Der zusammengesetzte Aufbau und die hierfür notwendig Aufbau-und Verbindungstechnik limitieren das Miniaturisieren eines solchen Displays, wobei ebenfalls kein für Mikrodisplays erforderlichen Pixelgrößen im Bereich von 1 - 10 µm realisierbar sind. Als Basis zum Herstellen eines Displays wird oftmals ein aus dem Stand der Technik bekannter Wafer verwendet, bei welchem auf einem Siliziumsubstrat eine Schicht aus einem elektrisch nicht leitendem Material abgeschieden ist. Dabei verleiht das Siliziumsubstrat dem Wafer seine mechanische Stabilität und stellt für nachfolgende veranschaulichende Beschreibungen die Rückseite eines solchen Wafers dar. Die Schicht aus elektrisch nicht leitendem Material weist wiederum eine Vielzahl nebeneinander angeordnete siliziumbasierte Aktivgebiete auf, innerhalb denen Transistoren bzw. elektrische Schaltungen ausgebildet sind. Diese Transistoren bzw. elektrische Schaltungen können zum Ansteuern der einzelnen Pixel des Displays verwendet werden. Aufgrund des Anordnens von siliziumbasierten Aktivgebieten auf oder innerhalb einer Isolatorschicht werden eine solche Technologie und ein solcher Wafer auch mit dem englischen Fachbegriff "Silizium-On-Insulator" oder verkürzt "SOI" verknüpft. Ein SOl-Wafer weist ferner auch noch mindestens eine oberhalb der Aktivgebiete angeordnete Schicht auf, die meist aus einem transparenten Oxid besteht, innerhalb der elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen den Anschlüssen der elektrischen Schaltungen aus den siliziumbasierten Aktivgebieten ausgebildet sind. Oftmals sind auch bei einem SOI-Wafer mehrere solcher Oxidschichten übereinander abgeschieden, innerhalb denen dann mehrere Verdrahtungsebenen übereinander ausgebildet sind. Bezogen auf die Oberfläche ei