光电子发光设备和方法与流程

背景技术：

1、机动车辆的板，特别是汽车的板，通常由复合玻璃制成。这种复合玻璃不仅用于挡风玻璃，还部分用于侧窗、后窗、天窗和全景顶窗。复合玻璃是通过将两个或更多个玻璃板借助于热塑性连接层相互连接来制成的。在某些情况下，仅将热塑层施加到板上。

2、使用led，以提供内部照明或向交通工具的驾驶员或其他乘客提供信息，该led被定向为使得其朝向机动车辆(尤其是汽车)的内部空间的方向辐射。另一方面，光源(例如，前灯、尾灯、高位刹车灯和附加刹车灯或方向指示灯)为交通工具提供外部照明，该光源被定向为使得其向外辐射。

3、过去，已经尝试，将led照明集成为交通工具部件的集成的组成部分，以例如为交通工具提供内部照明。例如，一种方法是将led集成到交通工具的玻璃中，特别是在两个玻璃板之间的热塑性连接层中。

4、然而，目前还没有已知的解决方案，可以将led集成到透明显示的交通工具部件(例如机动车辆的板)中，使得只提供内部照明或外部照明。例如，当以后窗用作刹车灯时，由led发射的光应尽可能地仅向外放射，因为向交通工具内部空间放射的光会使驾驶员目眩。根据道路交通法规，例如，不允许向前放射红灯，因此必须防止led向交通工具内部空间发射。同样地，例如在将透明显示元件集成到挡风玻璃或交通工具侧窗中时，应避免从交通工具外部读取其上显示的信息。

5、为了将led集成到透明显示的交通工具部件上，可以使用具有尽可能最高透明度的led膜上的蓝宝石芯片(小焊盘和尽可能小的金属导轨宽度)。然而，由于芯片的固有放射行为，无法防止光还相反于芯片的主放射方向放射。目前没有已知的可行性，在保持技术特定优势(例如，高透明度)的情况下抑制这种行为。通过层压全表面着色的pvb膜，虽然可以改变和减少相反于主放射方向的放射，但这种着色膜对应用的透明度有负面的影响。

6、需要解决上述问题，并提供一种基本透明的光电子发光设备(例如，交通工具的板)，其包括光电子半导体器件，并且以简单且成本低廉的方式制造。

技术实现思路

1、具有权利要求1的特征的光电子发光设备和具有权利要求17的特征的用于制造光电子发光设备的方法满足了这些和其他需求。本发明的实施方式和改进方案在从属权利要求中描述。

2、根据本发明的光电子发光设备包括至少部分透明的第一嵌入层。此外，发光设备包括布置在第一嵌入层上的至少部分透明的至少一个载体衬底，在该至少一个载体衬底的面向第一嵌入层的一侧上布置有结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件。具有结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件的载体衬底在此与第一嵌入层相对布置，使得第一嵌入层嵌入结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件。此外，至少一个光电子半导体器件被构成为在常规使用中，由光电子半导体器件的上侧至少沿主放射方向发射光，并且由光电子半导体器件的下侧沿相反于主放射方向的方向发射光。此外，沿相反于主放射方向的方向观察，在至少一个光电子半导体器件之下设有至少一个基本不透光的(特别是反射的)区域，该至少一个基本不透光的区域的尺寸取决于以下因素中的至少两个：

3、-光电子半导体器件的下侧与不透光的区域之间的垂直距离；

4、-光电子半导体器件的下侧的面积；以及

5、-由光电子半导体的下侧发射的光的最大放射角。

6、根据至少一个实施方式，不透光的区域被构成为大于由光电子半导体器件的下侧发射的光入射到不透光的区域上的光锥，并且小于入射的光锥的两倍。特别地，不透光的区域大于由光电子半导体器件的下侧发射的光入射到不透光的区域的表面上的光锥的投影。同时，不透光的区域小于入射到不透光的区域的表面上的光锥的投影的两倍。

7、本发明的重要方面在于将led集成到透明显示的部件/层(例如机动车辆的板)中，使得其仅向一个方向(例如，向交通工具的内部空间或外部空间)发射光。为此，光电子半导体器件布置在至少部分透明的载体衬底上，并通过结构化的导电层进行电接触，并且沿相反于主放射方向的方向观察，在光电子半导体器件之下设有不透光的或反射的区域，该不透光的或反射的区域防止来自部件/层的沿相反于主放射方向的方向的光发射。在此，不透光的或反射的区域的尺寸被设计成以及不透光的或反射的区域在光电子半导体器件之下被定位成，使得对于部件的使用者(例如，交通工具的驾驶员或乘客)的人眼而言，部件/层仍然呈现为透明的。在此，不透光的或反射的区域的尺寸取决于以下因素中的至少一个：光电子半导体器件的下侧与不透光的区域之间的垂直距离、光电子半导体器件的下侧的面积以及由光电子半导体器件的下侧发射的光的最大放射角。

8、根据至少一个实施方式，结构化的导电层至少具有第一区域和与第一区域电绝缘的第二区域。在此，第一区域与光电子半导体器件的第一电连接面耦合，第二区域与光电子半导体器件的第二电连接面耦合。结构化的导电层或结构化的导电层的第一区域和第二区域可用于为至少一个光电子半导体器件提供电能和/或数据信号。结构化的导电层可以由导电材料(例如，铜)组成。结构化的导电层的区域可以被涂覆和/或涂黑，以减少至少一个电线的外表面区域的反射率。涂层可以是例如钯或钼的涂层。至少对于结构化的导电层的区域来说，可以期望这些区域特别是反射的。

9、根据至少一个实施方式，结构化的导电层包括基本透明的材料，例如铟锡氧化物(ito)。通过这种材料，例如可以提高光电子发光设备的透明度。

10、根据至少一个实施方式，不透光的区域由结构化的导电层的与第一区域和第二区域电绝缘的第三区域形成。第三区域可以是连续区域，其布置在至少一个光电子半导体器件之下，并且与第一区域和第二区域电绝缘。

11、相比之下，根据至少一个实施方式，不透光的区域由结构化的导电层的第二区域的子区域形成。例如，子区域可以是连续的区域/面，其布置在至少一个光电子半导体器件之下。

12、根据至少一个实施方式，结构化的导电层的第一区域和第二区域以及在有第三区域的情况下的结构化的导电层的第三区域通过绝缘层彼此分离。例如，可以在第二区域或第三区域上以及在第一区域、第二区域和第三区域之间布置绝缘层。

13、根据至少一个实施方式，光电子发光设备还包括第一导轨部段，该第一导轨部段将结构化的导电层的第一区域与光电子半导体器件的第一电连接面连接。第一导轨部段在此布置在绝缘层上，并且在绝缘层上从结构化的导电层的第一区域延伸至光电子半导体器件的第一电连接面。

14、根据至少一个实施方式，光电子发光设备还包括第二导轨部段，该第二导轨部段将结构化的导电层的第二区域与光电子半导体器件的第二电连接面连接。第二导轨部段在此布置在绝缘层上，并且在绝缘层上从结构化的导电层的第二区域延伸至光电子半导体器件的第二电连接面。

15、根据至少一个实施方式，光电子发光设备还包括至少部分透明的第二嵌入层，该第二嵌入层布置在载体衬底的与光电子半导体器件相对的一侧上。

16、在一些实施方式中，至少部分透明的第一嵌入层和/或第二嵌入层由熔融材料层、粘合剂层、熔融粘合剂层、树脂(例如，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb))或基于离聚物的系统形成。特别地，至少部分透明的第一嵌入层和/或第二至嵌入层可以包括至少部分透明的塑料、特别是至少部分透明的膜、特别是柔性膜，或由其组成。例如，至少部分透明的第一嵌入层至少可以由保护漆形成，该保护漆嵌入结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件。在一些实施方式中，至少部分透明的第一嵌入层和/或第二嵌入层可以被涂黑。

17、在一些实施方式中，载体衬底嵌入在至少部分透明的第一嵌入层与至少部分透明的第二嵌入层之间，该载体衬底具有布置在其上的结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件。例如，至少部分透明的第一嵌入层和第二嵌入层可以补偿结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件的高度或表面形状。

18、根据至少一个实施方式，不透光的区域布置在载体衬底的与光电子半导体器件相对的一侧上，并且嵌入至少部分透明的第二嵌入层中。

19、根据至少一个实施方式，不透光的区域由不透光材料(例如，反射材料和/或光吸收材料)的材料堆积部形成，该材料堆积部布置在载体衬底的与光电子半导体器件相对的一侧上。例如，不透光的区域还可以由反射材料的材料堆积部和包裹反射材料的光吸收材料形成。在此，材料堆积部的面向至少一个光电子半导体器件的区域可以以反射的方式设计，而侧区域和材料堆积部的背离至少一个光电子半导体器件的区域可以例如以光吸收的方式设计。

20、在一些实施方式中，至少部分透明的载体衬底包括pet、聚碳酸酯、pmma和pen材料中的至少一种。特别地，柔性的载体衬底可以包括基本透明的材料，该材料额外还具有柔性或弹性特性。在此，术语“柔性”可以理解为载体衬底是可弯曲或弹性的，并且可以在不破坏和不作用较大力的情况下获得所需的形状。

21、在一些实施方式中，光电子发光设备包括透明板，该透明板布置在第一嵌入层上。透明板例如可以由玻璃板形成，但透明板也可以由透明塑料(例如，有机玻璃)或透明膜形成。在一些实施方式中，透明板由透明的、可弯曲的膜形成。

22、在一些实施方式中，光电子发光设备包括另外的透明板，特别是玻璃板，其中，第一嵌入层和可选的第二嵌入层布置在两个透明板之间，特别是两个玻璃板之间。第一嵌入层和可选的第二嵌入层可以例如通过在两个玻璃板之间层压的热塑性连接层形成。相应地，光电子发光设备可以形成复合玻璃板，多个发光元件集成在该复合玻璃板中。

23、根据至少一个实施方式，光电子发光设备还包括抗反射层，该抗反射层布置在透明板上。通过在透明板的表面上的抗反射，可以减少光电子发光设备内的向回反射。

24、在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件由发光元件或led形成。在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件形成发光点，其中，多个这种发光点的总和在光电子发光设备的常规使用中可以形成发光符号或发光字样。另一方面，发光点也可以相对彼此任意布置，例如形成点状图案。在此，术语发光点不应被理解为点状元件，而应被理解为由半导体器件的尺寸预先定义的发光表面的区域。

25、在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件由包括转换材料的发光元件或led形成。转换材料可以例如布置在半导体器件的光发射区域的上方，并且被构成为将半导体器件发射的光转换成另一种波长的光。

26、在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件由led、特别是led芯片形成。led尤其可以被称为迷你led，这是一种例如具有小于200μm、特别是小于40μm、特别是200μm到10μm的边缘长度的小型led。另一个范围是150μm到40μm。在这些空间范围内，光电子半导体器件对人眼来说几乎是不可见的。

27、led也可以被称为微型led，也被称为μled，或μled芯片，特别是在边缘长度为100μm到3μm时。在一些实施方式中，led可以具有90μm x 150μm或75μm x 125μm的空间尺寸。

28、在一些实施方式中，迷你led或μled芯片可以是无封装的半导体芯片。无封装可以意味着芯片在其半导体层周围没有壳体，例如“裸芯片(chip die)”。在一些实施方式中，无封装可以意味着芯片不含任何有机材料。因此，无封装器件不含任何含有共价键碳的有机化合物。

29、在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件可以包括迷你led或μled芯片，其被配置为使得其发射所选择的颜色的光。在一些实施方式中，两个或更多个光电子半导体器件可以形成像素(例如，rgb像素)，该像素包括三个迷你led或μled芯片。例如，rgb像素可以发射红色、绿色和蓝色的光以及任意混合颜色的光。在一些实施方式中，三个以上的光电子半导体器件也可以形成像素(例如rgbw像素)，该像素包括四个迷你led或μled芯片。例如，rgbw像素可以发射红色、绿色、蓝色和白色的光以及任意混合颜色的光。例如，通过rgbw像素可以以全转换的形式生成白光、红光、绿光或蓝光。

30、在一些实施方式中，至少一个光电子半导体器件与集成电路相关联，以用于该光电子半导体器件的操控。在一些实施方式中，两个或更多个光电子半导体器件分别与集成电路相关联，以用于这些光电子半导体器件的操控。例如，rgb像素可以分别与集成电路(ic)相关联。集成电路可以例如由特别小的集成电路(例如，微型集成电路(μic))形成。

31、在一些实施方式中，具有光散射颗粒的层布置在至少一个光电子半导体器件的上方或者在每个像素的上方。利用这种具有光散射颗粒的层尤其可以改善至少一个光电子半导体器件的光的均匀放射。

32、在光电子发光设备的常规使用中，多个光电子半导体器件可以形成发光符号或发光字样。在多个光电子半导体器件的情况下，发光元件可以在光电子发光设备的常规使用中共同形成符号或发光字样，或者发光元件可以在光电子发光设备的常规使用中形成多个符号或发光字样。

33、本发明还涉及一种用于制造光电子发光设备的方法，包括以下步骤：

34、-提供至少部分透明的第一嵌入层；

35、-提供至少部分透明的载体衬底，该载体衬底具有

36、-结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件，其中，在常规使用中，至少一个光电子半导体器件被构成为由光电子半导体器件的上侧至少沿主放射方向发射光，并且由光电子半导体器件的下侧沿相反于主放射方向的方向发射光，和

37、-基本不透光的(特别是反射的)区域，沿相反于主放射方向的方向观察，在至少一个光电子半导体器件之下设有该不透光的区域，其中，

38、不透光的区域的尺寸取决于光电子半导体器件的下侧与不透光的区域之间的垂直距离和/或光电子半导体器件的下侧的尺寸和/或由光电子半导体器件的下侧发射的光的最大放射角；并且

39、-将载体衬底布置在第一嵌入层上，使得结构化的导电层和至少一个光电子半导体器件嵌入第一嵌入层中。

40、在一些实施方式中，提供载体衬底的步骤包括将结构化的导电层施加到载体衬底上，使得结构化的导电层至少具有第一区域和与第一区域电绝缘的第二区域。此外，施加结构化的导电层的步骤可以包括产生结构化的导电层的与第一区域和第二区域电绝缘的第三区域，其中，第三区域形成不透光的区域。替代地，结构化的导电层的第二区域的子区域也可以形成不透光的区域。

41、在一些实施方式中，提供载体衬底的步骤包括将绝缘层施加到结构化的导电层的第三区域或第二区域的子区域上。此外，在绝缘层上可以构成第一导轨部段，该第一导轨部段与结构化的导电层的第一区域电连接。附加地，在绝缘层上还可以构成第二导轨部段，该第二导轨部段与结构化的导电层的第二区域电连接。

42、根据至少一个实施方式，提供载体衬底的步骤包括将至少一个光电子半导体器件布置在载体衬底上，使得结构化的导电层的第一区域与至少一个光电子半导体器件的第一电连接面耦合，并且结构化的导电层的第二区域与光电子半导体器件的第二电连接面耦合。

43、在一些实施方式中，提供载体衬底的步骤包括在载体衬底的与光电子半导体器件相对的上侧上或位于半导体器件之下的另一个表面上构成或者提供不透光的区域。在此，不透光的区域尤其以光吸收材料和/或反射材料的材料堆积部的形式构成。

44、根据至少一个实施方式，方法还包括将至少部分透明的第二嵌入层施加到载体衬底的与第一嵌入层相对的一侧上，使得第二嵌入层和第一嵌入层覆盖载体衬底及其上布置的部件和层。

45、根据至少一个实施方式，方法还包括将透明板、特别是玻璃板施加到第一嵌入层上。

46、在一些实施方式中，方法包括另外的步骤：

47、-将另外的透明板(特别是玻璃板)布置在第二嵌入层上，使得第一嵌入层和第二嵌入层布置在两个透明板(特别是玻璃板)之间。

48、在一些实施方式中，在另外的层压步骤中，特别是在压力和/或温度的作用下，透明板、第一嵌入层、第二嵌入层和可选的另外的透明板彼此连接。

49、根据本发明的光电子发光设备可以带来以下优点：

50、-光放射仅向一个方向，使得例如不向交通工具的内部空间放射光；

51、-系统效率提高，因为将最初向后放射的光朝主发射侧的方向偏转并且可加以利用；

52、-保持尽可能高的透明度，因为仅局部发生遮光/反射(与将着色pvb膜全面层压的现有技术相比，显著提高透明度)；

53、-这种局部结构化或局部施加的不透光的区域的集成是相对低价的；

54、-通过使用抗反射玻璃，可以防止干扰的反射或多重反射，从而提高显示元件的清晰度(brillanz)。