CN111919301B - 在基板背面上具有电子组件的光电设备及制造方法 - Google Patents

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Abstract

光电设备(10)包括基板(11)和多个发光二极管(DELi)的配件(Di)，其中每个配件(Di)包括：多个发光二极管(DELi)；第一下电极；第二上电极；电子电路(16i)的电子组件，其在不承载发光二极管的基板(11)的面(13)的侧面上形成于基板(11)的第一部分(14i、14'i)中；以及第一导电装置，其穿过第一部分(14i、14'i)而形成并且将电子组件的第一端子电连接到第一电极和第二电极之一。给定配件(Di)的第一导电装置与其他配件(Di)的第一导电装置电绝缘。

Description

在基板背面上具有电子组件的光电设备及制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有发光二极管的光电设备，例如由显示屏或用于投影图像的设备构成。
本发明还涉及一种用于制造具有发光二极管的光电设备的方法。
背景技术
以已知的方式，具有发光二极管的光电设备允许执行将电信号转换成电磁辐射。
存在光电设备，特别是显示屏或图像投影设备，包括基于半导体材料的发光二极管，该半导体材料包括三维元素或半导体层的堆叠，该三维元素主要由来自III族的至少一种元素和来自V族的一种元素组成(以后称为III-V族化合物)特别是氮化镓(GaN)、氮化镓铟(GaInN)以及氮化镓铝(GaAlN)。
图像的像素对应于由显示屏显示或由投影设备投影的图像的单位元素。在光电设备是用于显示单色图像的屏幕的情况下，其通常包括用于显示图像的每个像素的一个单一光源。在光电设备是用于显示彩色图像的屏幕或用于投影彩色图像的设备的情况下，其通常包括用于显示每个图像像素的至少三个光强度发射和/或调节组件(也称为显示子像素)，每个基本上以一种单色(例如红色、绿色和蓝色)发射光辐射。由这三个显示子像素发射的辐射的叠加赋予观察者与显示图像的像素相对应的彩色感觉。在这种情况下，通过显示像素，应该理解由用于显示一个图像像素的三个子像素形成的集合。
通常，每个子像素由一个或数个发光二极管组成的集合构成，因此光电设备包括用于构成不同子像素的发光二极管的多个这样的集合。
为了制造每个像素，第一解决方案包括提供适于发射红光的二极管集合、适于发射绿光的二极管的另一集合和适于发射蓝光的另一集合。但是，这种类型的设计要求在同一基板上制造给定颜色的二极管，然后将该基板切割以便界定各个设备。然后，通过重建获得每个像素，以便关联各个设备，以获得三种颜色。
一种替代解决方案包括提供适于以给定颜色发射的一个像素的所有二极管，以获得通过颜色转换器获得的其他两种颜色所发射的子像素。
然后，将这样通过重构或使用颜色转换器获得的不同子像素布置在壳体内，以便保护发光二极管，该壳体通常固定在诸如印刷电路的支撑件上。
特别地，可能期望的是将发光二极管的每个集合、与其功能包括控制该集合的发光二极管的控制电子电路相关联，例如以便调节每个图像像素的每个子像素的发射。更一般地，它包括例如用于控制发光二极管的电源的电路、用于保护发光二极管免于静电放电的电路或用于检测发光二极管的温度的电路。
这些电路(其可以包括几个晶体管(例如，数量被包括在2到100之间)以及可能的一些电容器(数量被包括在0到6之间))可以通过混合(hybridization)技术与发光二极管连接。在该技术中，电子电路首先与光电设备分开地在第二基板上制造，并且然后例如通过紧固到支撑件并连接到壳体而组装到光电设备。
该已知技术引起了问题，这是因为由于电子电路造成的体积可能相当大。由于需要使用第二基板，因此产生了高成本。它要求提供具有与发光二极管的矩阵的步骤相对应的步骤的混合过程。除了光电设备的制造之外，该方法还包括制造电子电路的不同步骤以及将电子电路连接到光电设备的步骤。这些步骤产生了制造成本。
另一解决方案包括，例如以与在申请人名下的文件WO2015/044619A1中描述的解决方案相同的方式，将电子电路的组件嵌入在承载发光二极管的基板的表面上。但是，由于电子电路在发光二极管之间的植入所占据的空间，因此该解决方案在发光二极管的侧面上引起了空间的大量损耗。这种空间的损耗导致该技术并不完美的适合于通常期望最佳分辨率的显示屏的构造。
求助于使用薄膜晶体管(在相关领域中称为“TFT”)的电子电路并不能解决这些问题，这是因为这种晶体管不能与小尺寸像素相关联。
本发明旨在解决所有或部分上述缺点。
发明内容
在这种背景下，需要提供一种满足以下所列目标中的至少一个的解决方案：
-减少光电设备的体积；
-简化制造并降低成本；
-促进获得光电设备赋予的良好分辨率，并使能使用小尺寸像素。
由于提供了一种光电设备，因此可以实现这些目的中的至少一个，该光电设备包括：基板，其沿所述基板的厚度界定彼此相对的第一面和第二面；以及发光二极管的多个集合，其中给定集合的发光二极管电关联在一起，并且发光二极管的每个集合包括：多个发光二极管，其布置在所述基板的第一面的侧面上，在所述基板的对应的第一部分上方，每个发光二极管包括半导体元件，其包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分；第一下电极，其与所述集合的所有发光二极管的第一掺杂部分接触；第二上电极，其与所述集合的所有发光二极管的第二掺杂部分接触，所述第二上电极相对于所述第一下电极电绝缘并且包括上导电电极部分，其覆盖所述集合的每个发光二极管的至少一部分，以便与每个二极管接触；电子电路的电子组件，其在所述基板的第二面的侧面上形成于所述基板的第一部分中；第一导电装置，其通过所述第一部分而形成，并且将所述电子组件的第一端子电连接到第一电极和第二电极当中的一个，发光二极管的给定集合的第一导电元件与发光二极管的其他集合的第一导电装置电绝缘。
该光电设备的一些优选但非限制性方面如下。
基板是单片的。
基板的第二面是自由表面。
所述基板在所述基板的每个第一部分的水平处界定盒，所述盒具有与所述基板的导电性相反的导电性并且形成在所述基板的第二面中，所述电子组件至少部分地形成在所述盒中，以便与所述基板直接接触。
基板由至少一种半导体材料组成，该半导体材料适于用作形成电子电路的电子组件的至少一部分的基础材料。
所述电子组件的所述至少一部分由在基板的第二面的侧面上的基板的第一部分中的基板的半导体材料形成。
所述电子组件的所述至少一部分是有源部分。
每个电子组件包括与第一端子不同并且绝缘的第二端子，并且光电设备包括第二导电装置，其将发光二极管的多个集合的电子组件的第二端子连接到第一电极和第二电极当中的另一个。
第二导电装置包括：导电元件，其在与发光二极管的所有集合相关联的第一部分之外通过从所述第一面延伸到所述第二面而穿过所述基板；以及导电层，其布置在所述第二面的侧面上。
如果发光二极管的每个集合的第一导电装置与发光二极管的所述集合的第一下电极接触，则所述导电元件电连接至发光二极管的集合的第二上电极，或者如果发光二极管的每个集合的第一导电装置与发光二极管的所述集合的第二上电极接触，则所述导电元件电连接至发光二极管的集合的第一下电极。
该光电设备包括光电电路，所述光电电路包括连接在一起的不同的基本电子电路，其中每个基本电子电路一方面包括发光二极管的集合之一，另一方面包括确保对发光二极管的该集合的发光二极管的控制的控制电子电路，该控制电子电路布置在所述基板的第二面的侧面上，并且发光二极管的该集合的电子组件形成所述控制电子电路的组成部分。
发光二极管的一个集合的发光二极管的控制电子电路被配置，以便满足以下功能中的至少一项：控制所述发光二极管的电源、保护所述发光二极管免于静电放电、存储器、检测所述发光二极管的温度。
该电子组件选自包括以下的群组：二极管、齐纳二极管、雪崩二极管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、电阻器、金属氧化物半导体电容器，金属绝缘体金属电容器、晶闸管、变容二极管、易失性存储器和非易失性存储器。
覆盖所述发光二极管的至少一部分以便与其接触的上导电电极层由对由此覆盖的发光二极管发射的光至少部分透明的材料形成。
在发光二极管的每个集合的水平处，所述第二上电极包括导电层，其覆盖所述上导电电极层的至少一部分并布置在所述发光二极管周围。
每个集合的发光二极管的半导体元件具有线状、圆锥形或截头圆锥形的形状。
在发光二极管的每个集合的水平处，所述基板的第一部分构成所述第一下电极和所述第一导电装置，所述基板的第一面与该集合的所有发光二极管的第一掺杂部分接触，并且所述电子组件在其第二面的水平处与所述基板接触，使得所述电子组件的第一端子与该集合的所有发光二极管的第一掺杂部分之间的电连接由所述第一部分确保。
将所述第一电极和第二电极当中的一个连接到该集合的电子组件的第一端子的发光二极管的给定集合的第一导电装置与所述基板电绝缘，并包括导电通孔，其从所述基板的第二面延伸直到所述基板的第一面并电连接到与所述第一导电装置连接的电极。
对于发光二极管的每个集合，所述第一下电极包括至少一个下导电电极层，其形成在所述基板的第一表面上并且与该集合的所有发光二极管的第一掺杂部分接触。
本发明还涵盖一种用于制造光电设备的方法，包括以下步骤：
(a)设置沿着所述基板的厚度界定彼此相对的第一面和第二面的基板；
(b)形成发光二极管的多个集合，其中给定集合的发光二极管电关联在一起，在步骤(b)期间，发光二极管的每个集合的形成包括在所述基板的第一面的侧面上在所述基板的对应的第一部分上方形成多个发光二极管，每个发光二极管的形成包括形成半导体元件的步骤，所述半导体元件包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分；
(c)针对发光二极管的每个集合，形成与该集合的所有发光二极管的第一掺杂部分接触的第一下电极；
(d)针对发光二极管的每个集合，形成与该集合的所有发光二极管的第二掺杂部分接触的第二上电极，所述第二上电极相对于所述第一下电极电绝缘，并且包括形成上导电电极层的步骤，所述上导电电极层覆盖该集合的每个发光二极管的至少一部分，以便与每个发光二极管接触；
(e)在所述基板的第二面的侧面上，在所述基板的第一部分中形成电子电路的电子组件；
(f)设置第一导电装置，其通过所述第一部分形成并适于将步骤(e)中形成的电子组件的第一端子电连接到步骤(c)中形成的第一下电极或步骤(d)中形成的第二上电极，执行步骤(f)，使得发光二极管的给定集合的第一导电装置与发光二极管的其他集合的第一导电装置电绝缘。
该制造方法的一些优选但非限制性方面如下。
步骤(f)至少部分地在步骤(b)之前执行。
步骤(f)至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行。
步骤(e)至少部分地在步骤(b)之后执行。
步骤(e)至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行。
步骤(a)包括步骤(h)，其包括减小与第一面相对的一侧上的基板的厚度，在步骤(h)之后，基板包括与第一面相对的第二面，并且步骤(h)在步骤(e)之前执行。
该方法包括步骤(i)，其包括形成覆盖发光二极管的至少一个集合的第二上电极的至少一个颜色转换器，并且步骤(e)至少部分地在步骤(i)之后执行。
该方法包括步骤(g)，其包括形成覆盖第二电极的封装层，并且步骤(e)至少部分地在步骤(g)之后执行。
步骤(e)在低于650℃的温度下执行。
所述基板是单片的，并且由至少一种半导体材料组成，所述半导体材料适于用作形成所述电子组件的至少一部分的基础材料，所述方法包括步骤(e)的子步骤(e1)，其包括在所述基板的第二面的侧面上由所述基板的第一部分中的基板的半导体材料形成所述电子组件的所述至少一部分。
所述电子组件的所述至少一部分是有源部分。
在步骤(e)中，第二面是自由表面。
附图说明
使用作为非限制性示例提供并在附图中表示的本发明的特定实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中：
图1和图2分别是根据本发明的光电设备的第一实施例的局部剖视图和底视图。
图3和图4分别是根据本发明的光电设备的第二实施例的在形成第二上电极之前的局部剖视图和俯视图。
图5说明了图4的一种变型。
图6和图7分别是根据本发明的光电设备的第三实施例的局部剖视图和俯视图。
图8以局部剖视图表示了在第二实施例和第三实施例中使用的电子组件的布置的第一示例。
图9以局部剖视图表示了在第一实施例中使用的电子组件的布置的第二示例。
图10是图示光电电路的示例的框图。
具体实施方式
在附图和以下描述中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。另外，不同的元件没有按比例表示，以便增强附图的清晰度。
根据第一方面，本发明涉及一种光电设备10，其包括基板11，该基板11沿着基板11的厚度E界定彼此相对的第一面12和第二面13。根据另一方面，本发明涉及一种用于制造这样的光电设备10的方法。
图1和图2涉及光电设备10的第一实施例。图3至图5涉及光电设备10的第二实施例，并且图6和图7表示光电设备10的第三实施例。这些不同的实施例将在下文中详细描述。类似地，稍后将详细描述制造方法的不同步骤以及制造方法的实施方式的不同变型。
后面描述的实施例涉及光电设备，其特别针对的应用是提供用于显示图像的屏幕或用于投影图像的设备。
参照图1的第一实施例，基板11可以至少部分地由导电或高掺杂的半导体材料形成，以便具有良好的导电特性，例如由硅构成，优选地由单晶体构成。它也可以由蓝宝石形成，并且甚至可以由III-V族半导体材料(例如GaN)形成。可替选地，它可以由“绝缘体上的硅”或“SOI”型基板组成。可替选地，如稍后解释的，分别参考图3和图6的第二实施例和第三实施例，基板11可以以半导体或电绝缘材料形成。在图1、图3、图6、图8、图9中示出的一个示例中，基板11是单片的，也就是说，它是一体形成的，而不是由通过导电材料电连接在一起的几个不同基板的组配形成的。
优选地，基板11的第二面13是如图1、图3、图6、图8和图9中示出的自由表面。换句话说，在形成盒23i或电子电路16i的电子组件的一部分之前，第二面13不与由此覆盖的层直接接触。在一个示例中，基板11可以由从其外表面(例如第二面13)在其内形成的氧化物层自然地组成，随后与环境空气接触。可以有意地形成该相同的氧化物层以保护或绝缘基板11。该氧化物层由基板11的原子元素形成，应当理解，在术语“在形成盒23i或电子电路16i的电子组件的一部分之前，第二面13不与由此覆盖的层直接接触”中，在基板表面处形成的氧化层是基板11的一部分，并且因此该氧化层不应理解为通过直接接触而覆盖基板11的层。这同样适用于由被包括在基板中的原子元素形成的任何层，例如硅基板中的SiC。
在所有表示的实施例中，光电设备10包括发光二极管LEDi的多个集合Di，其中给定集合Di的发光二极管LEDi电关联在一起。与发光二极管的每个集合相关联的索引i是被包括在1到n之间的自然数，其中n是发光二极管的集合的总数。特别地，每个集合Di旨在构成子像素，并且为此目的，包括多个发光二极管LEDi，其布置在基板11的第一面12的侧面上在基板11的对应的第一部分上方。光电设备10的每个像素由至少三个子像素的组合构成，所述至少三个子像素适于直接或间接地通过至少两个不同的光转换器发射三种不同波长的光，例如分别是蓝光、绿光和红光。标记为14i的第一部分对应于基板11的每个第一部分，在那里在基板11是导电的特定情况下形成发光二极管。标记为14’i的第一部分对应于基板11的每个第一部分，在那里在基板11是半导体或电绝缘的特定情况下形成发光二极管。
集合Di中的每个包括的发光二极管LEDi的数量可以例如根据发光二极管的尺寸或用于像素化的分辨率而变化。此数字可能一个集合不同于另一个集合，并且例如被包括在1到1000之间。在俯视图或底视图中，每个子像素所占据的表面可能从1微米乘以1微米到几平方毫米不等，并且典型地从5到100μm2。
出于排他性地说明目的，但不作任何限制，图1、图3和图6中的每个仅表示包括三个发光二极管LED1的第一集合D1和包括三个发光二极管LED2的第二集合D2。这些图中仅存在两个集合D1和D2，这些示意地表示图1的第一实施例中仅存在两个第一部分141、142，在图3和图6的实施例中仅存在14'1、14'2，其总数实际上等于集合Di的数量。
每个发光二极管LEDi包括半导体元件，该半导体元件包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分。半导体元件可以根据二维布局(未表示)来布置，或者如表示的，根据微米或纳米尺寸以三维方式布置。优选地，每个集合Di的发光二极管LEDi的半导体元件具有线状、圆锥形或截头圆锥形的形状。
在下面的描述和附图中，描述了用于核壳型三维发光二极管LEDi的实施例。尽管如此，这些实施例可以针对具有轴向结构的三维发光二极管LEDi无差别地实施，在该结构中第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分根据横向于基板11的平面的方向堆叠。
通常，发光二极管LEDi的每个集合Di还包括与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第一掺杂部分接触的第一下电极以及与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第二掺杂部分接触的第二上电极。
第二上电极相对于第一下电极电绝缘，并且包括上导电电极层15，该上导电电极层15覆盖相关集合Di的每个发光二极管LEDi的至少一部分，以便与发光二极管LEDi接触。
如表示的，每个发光二极管LEDi包括导线17i和至少覆盖导线17i的上部的外壳18i，该导线17i形成横向于第一面12的平面延伸的第一掺杂部分17i，无论是N型还是P型的。外壳18i可包括几层半导体材料的堆叠，特别是至少覆盖导线17i的上部的至少一个有源层、形成第二掺杂部分并覆盖有源层的一个中间层、以及覆盖中间层并继而被上导电电极层15覆盖的可能的一个链接层(link layer)。
作为示例，导线17i可以至少部分地由主要由III-V族化合物(例如III-N族化合物)组成的半导体材料形成。III族的示例包括镓、铟或铝。III-N族化合物的示例是GaN、AlN、InGaN或AlInGaN。也可以使用来自V族的其他元素，例如磷、砷或锑。通常，III-V族化合物中的元素可以在不同的摩尔分数下结合。应该强调的是，导线17i可以无差别地由主要由II-VI族化合物组成的半导体材料形成。在III-V族化合物的情况下，掺杂剂可以选自包括以下的群组：来自II族的P型掺杂剂，例如镁、锌、镉或汞；来自IV族的P型掺杂剂，例如碳；或来自IV族的N型掺杂剂，例如硅、锗、硒、硫、铽或锡。
导线17i的横截面可以具有不同的形状，诸如例如椭圆形、圆形或多边形(例如正方形、矩形、三角形、六边形)形状。
有源层是发光二极管LEDi提供的大部分辐射从其发射的层。它可以包括用于限制电荷载流子的装置，诸如量子阱。例如，其由GaN和InGaN层的交替构成。可以掺杂GaN层。可替选地，有源层由一个单一的InGaN层构成。
中间层(如果导线17i是N型掺杂的，则中间层是P型掺杂的；或者如果导线17i是P型掺杂的，则中间层是N型掺杂的)可以对应于使能形成P-N或P-I-N结的半导体层或半导体层的堆叠。
链接层可以对应于半导体层或半导体层的堆叠，并且使能在中间层和第二电极之间形成欧姆接触。
通常，发光二极管LEDi的每个集合Di还包括：稍后描述的电子电路16i的电子组件，其形成在基板11的第一部分14i、14'i中、在基板11的第二面13的侧面上；以及第一导电装置，其从第二面13穿过基板11的第一部分14i、14'i直到至少第一面12而形成，并将电子组件的第一端子电连接到第一电极或到第二电极。
通过“形成在基板11的第一部分14i、14'i中”，并且如图1、图3、图6、图8和图9中示出的，应该理解为“通过至少部分地改变基板的电状态，例如通过使其更具导电性，或者例如在掺杂基板11的情况下，通过将其掺杂改变为不同的掺杂类型，或者通过改变掺杂剂的浓度，而形成在基板11的第一部分14i、14'i中”。
应当注意保证发光二极管LEDi的给定集合Di的第一导电装置与发光二极管LEDi的其他集合Di的第一导电装置电绝缘。
电子组件在第二面13的侧面上的布置，也就是说，在与其上方布置了光电设备10的发光二极管LEDi的面相对的侧面上的布置，避免了在第一面12的侧面上浪费空间，从而在需要的地方保证高像素密度和优良的分辨率。
电子组件在承载发光二极管LEDi的基板11上直接获得，从而消除了现有技术的混合技术的需要，并允许降低成本并极大地简化了光电设备10的制造。
不同的图1至图7的实施例彼此的不同之处尤其在于，对于发光二极管LEDi的每个集合Di，构成第一下电极和第一导电装置的方式。
在图1和图2的实施例中，基板11使得在发光二极管LEDi的每个集合Di的水平处，基板11的第一部分14i(导电的)构成第一下电极和导电装置两者。基板11的第一面12与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第一掺杂部分接触，并且电子组件在基板11的第二面13的水平处与基板11接触，使得电子组件的第一端子与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第一掺杂部分之间的电连接由第一部分14i确保。
为此目的，特别地将基板11设置为导电的或高掺杂的半导体，以便将电阻率降低到接近于金属的电阻率，优选地低于几mohm.cm。基板11可以是高掺杂半导体基板，其掺杂剂的浓度被包括在5×1016原子/cm3和2×1020原子/cm3之间，但不限于此，典型地在1×1019原子/cm3和2×1020原子/cm3之间。在光电设备10的制造过程的开始，基板11的厚度可以被包括在例如275微米至1500微米之间。一旦制造了光电设备10，在稍后更详细描述的减薄步骤(h)之后，基板11的厚度(表示为“E”)被包括在例如1至100微米之间。在硅基板11的情况下，硼或铟是P型掺杂剂的示例，而磷、砷或锑是N型掺杂剂的示例。
在图1和图2的实施例中，基板11跨其厚度E嵌入电绝缘元件19，该电绝缘元件19从基板11的第一面12延伸至第二面13，并且成对地界定了与发光二极管LEDi的集合Di相关联的基板11的第一部分14i。基板11的第一部分14i由于电绝缘元件19而彼此电绝缘，从而在实践中避免了发光二极管LEDi的不同集合Di的第一下电极之间的电接触。
电绝缘元件19可以包括沟槽(trench)，每个沟槽在基板11的整个厚度E上方延伸并且填充有电绝缘材料，例如氧化物，特别是氧化硅或者绝缘聚合物。可替选地，每个沟槽的壁被绝缘层覆盖，沟槽的剩余部分填充有半导体或导电材料，例如多晶硅。根据另一变型，电绝缘元件19包括掺杂有与基板11相反的极性类型的区域。作为示例，每个沟槽的宽度大于1微米。两个相邻的沟槽在它们之间界定对应的第一部分14i。如图2中示出的，电绝缘元件19包括：第一系列的这样的沟槽，其根据基板11的横向方向而导向并且因此沿着基板11的纵向方向步进(step)；以及第二系列的这样的沟槽，其根据基板11的纵向方向而导向并且因此沿着基板11的横向方向步进。这允许发光二极管LEDi的集合Di在基板11的平面中达到类似矩阵的布局，并且在第二面13的侧面上具有与发光二极管LEDi的不同集合Di相关联的所有电子组件的相同分布。
在本文中指定，即使在根据第二实施例和第三实施例的情况下，也很可能在基板11以半导体或电绝缘材料形成的情况下实施这种电绝缘元件19。
作为示例，每个导线17i可以通过从促进导线17i的生长的成核垫20的生长而获得，每个成核垫20继而与基板11的第一面12接触，以便保证基板11的第一对应部分14i的第一下电极功能。可以提供一种处理以保护成核垫20的侧壁和未被成核垫20覆盖的第一面12的区域，以防止导线17i在成核垫20的侧壁上方以及第一表面12的未被成核垫20覆盖的区域上方的生长。该处理可以包括在成核垫20的侧壁上形成绝缘层21，并且在每个第一部分14i的水平处、在第一面12的未被成核垫20覆盖的区域上方形成绝缘层21。一种达到该结果的方法包括在旨在配备成核垫20的位置处为绝缘层21设置孔，以便在由绝缘层21界定的这些孔中形成成核垫20，并且然后从成核垫20实现导线17i的生长。可替选地，在被绝缘层21覆盖之前首先形成成核垫20，并且然后在成核垫20上方的绝缘层21中形成孔，以便随后能够随着导线17i的生长而进行。这样在不同的第一部分14i的水平处在基板11的第一面12上方形成的绝缘层21还能够针对发光二极管LEDi的每个集合Di将第一下电极相对于属于第二上电极的上导电电极层15电绝缘。
例如，包括成核垫20的材料可以是元素周期表的第IV、V或VI列的过渡金属或第IV、V或VI列的过渡金属的氮化物、碳化物或硼化物，或这些化合物的组合。
绝缘层21可以是介电材料，例如氧化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化铪或金刚石。例如，该绝缘层21的厚度被包括在5nm至800nm之间。
覆盖发光二极管LEDi的至少一部分以便与其接触的上导电电极层15可以有利地由以下材料形成，其对由据此被覆盖的发光二极管LEDi所发射的光至少部分透明。在发光二极管LEDi的每个集合Di的水平处的这种材料的选择可以考虑由不同集合Di的发光二极管LEDi发射的光的波长。
通常，上导电电极层15适于使发光二极管LEDi的有源层极化并且使由发光二极管LEDi发射的电磁辐射的至少一部分通过。例如，该层15的材料是“铟锡氧化物”或“ITO”、掺杂有铝、镓或铟的氧化锌、或石墨烯。例如，上导电电极层15的厚度被包括在5nm至200nm之间。
另外，在发光二极管LEDi的每个集合Di的水平处，第二上电极优选地包括导电层22，该导电层22覆盖上导电电极层15的至少一部分并且围绕该集合Di的发光二极管LEDi布置。优选地，该导电层22对应于例如由铝、铜、金、钌或银制成的金属层，或者金属层的堆叠，例如钛铝、硅铝、钛镍银、铜或锌。仅存在于发光二极管LEDi之间的这种导电层22允许减小电流流动时的电阻损耗。它还用作反射器，以将发光二极管LEDi在基板11的方向上发射的光线朝着外部发送回来。
在图1至图7的三个实施例的每个中，每个电子组件包括与其第一端子不同且绝缘的第二端子，并且光电设备10包括第二导电装置，其穿过基板11并将发光二极管LEDi的多个集合Di的电子组件的第二端子连接到第一电极和第二电极当中的另一个，也就是说，连接到并未与上述第一导电装置连接的电极。特别地，第二导电装置至少部分地形成在基板11的第一部分14i、14'i的外部并且在基板11的第二面13上方。特别地，第二导电装置可以包括形成在与发光二极管LEDi的所有集合Di相关联的第一部分14i外部的导电元件24i，其从与基板11的第一面12延伸到第二面13。如果发光二极管LEDi的每个集合Di的第一导电装置与发光二极管LEDi的集合Di的第一下电极接触，则导电元件24i电连接到发光二极管LEDi的所述集合Di的第二上电极；或者如果发光二极管LEDi的每个集合Di的第一导电装置与发光二极管(LEDi)的集合Di的第二上电极接触，则导电元件24i电连接到发光二极管LEDi的所述集合Di的第一下电极。
这种导电元件24i的存在有利于允许经由被布置在基板11的第二面13的侧面上的适当的导电层30而将电子组件的第二端子彼此连接。此外，在布置数个导电元件24i的情况下，其中每个导电元件24i与发光二极管LEDi的一个或数个集合Di的第二上电极接触，由于布置在基板11的第二面13的侧面上并且将导电元件24i彼此连接的连接器，因此可以经由导电层30将这些第二上电极彼此连接。这有利地允许摆脱制造对于光电设备10的所有发光二极管LEDi公共的第二上电极的需要。例如，假设平面形状的发光二极管LEDi，则变得可以避免务必利用不透明的金属阳极覆盖它们全部。相反，可以在分别布置在平面发光二极管LEDi周围并通过第二面13的侧面上的导电元件24i和导电层30彼此连接的数个部分中提供一个阳极。
因此，应当理解，第二导电装置由导电元件24i中的至少一个和导电层30的组合构成。
在图1和图2的第一实施例中，导电元件24i中的每个由基板11的不同于第一部分14i的一部分形成，在第一部分14i上方形成有发光二极管LEDi并由前面描述的电绝缘元件19界定。基板11的导电元件24i彼此电绝缘，并且由于构成电绝缘元件19的沟槽的适当布置而相对于基板11的不同的第一部分14i绝缘。在该第一实施例中，发光二极管LEDi的每个集合Di的第一下电极与该集合Di的第一导电装置接触，两者均具体地由该集合Di的对应的第一部分14i构成，如前面解释的；发光二极管LEDi的每个集合Di的第二上电极电连接到对应的导电元件24i。更具体地说，导电元件24i通过在绝缘层21和上导电电极层15中形成的孔与导电层22接触。在图1中，为了避免导电的第一部分14i和导电元件24i之间通过导电层30的电接触，以适当的方式有组织地布置电绝缘层37，以便确保电绝缘作为对电绝缘元件19的补充。
与图1和图2的实施例不同，分别参考图3至图5和图6至图7的以下两个实施例使得对于发光二极管LEDi的每个集合Di，第一下电极和第一导电装置是通过除基板11本身以外的装置获得的。实际上，在图3至7中，将第一电极和第二电极当中的一个连接到该集合Di的电子组件的第一端子的发光二极管LEDi的给定集合Di的第一导电装置与基板11电绝缘，并且包括导电通孔25i，该导电通孔25i从基板11的第二面13延伸直到第一面12并电连接到与第一导电装置连接的电极。
在图3至图7的两个实施例中，与图1和图2的实施例相比，基板11可以有利地由绝缘材料或低掺杂的半导体材料形成，其优点在于，在电子组件包括晶体管的情况下极大地促进了电子组件的形成、特别是用于制造其中具有导电通道的晶体管。实际上，与图1和图2的第一实施例中的情况一样，利用导电或高掺杂的半导体基板11来制造这样的晶体管将是非常精细的。
不同于图1和图2的第一实施例，其中发光二极管LEDi直接与基板11电接触，图3到图7的两个实施例中的每个都提供了第一下电极，该第一下电极针对发光二极管LEDi的每个集合Di包括至少一个下导电电极层26，其直接或间接地形成在基板11的第一面12上方，并与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第一掺杂部分接触。
下导电电极层26是不连续的，并且相反地，具有一种图案，其保证发光二极管LEDi的不同集合Di的第一下电极中的其他第一下电极相对于彼此绝缘并且使能电极通过通孔25i电连接到电子组件16i的第一端子。
如图3和图6中表示的，电绝缘层27可以插入在基板11和下导电电极层26之间。特别地，出于与下导电电极层26相同的原因，电绝缘层27具有图案。电绝缘层27形成在基板11的第一面12上方，并且下导电电极层26继而形成在电绝缘层27上方。
例如，每个通孔25i通过贯穿基板11的厚度E形成的并在其两个面12、13上皆开口的贯通通道的布置而获得。然后，该通孔填充有合适的导电材料，诸如例如高掺杂的多晶硅。可能地，通道的壁可以预先衬有绝缘材料，诸如例如氧化硅，以便使通孔25i相对于穿过其的基板11电绝缘。可替选地，可以通过使基板11局部导电的离子注入来创建通孔25i。
优选地，在发光二极管LEDi的每个集合Di的水平处，下导电电极层26包括成核层或成核层的堆叠，其由适于发光二极管LEDi的半导体元件在所述材料上方生长的材料形成。
作为示例，构成成核层的材料可以是元素周期表的第IV、V或VI列的过渡金属的氮化物、碳化物或硼化物或这些化合物的组合。作为示例，成核层可以由以下制成：氮化铝、氧化铝、硼、氮化硼、钛、氮化钛、钽、氮化钽、铪、氮化铪、铌、氮化铌、锆、硼化锆、氮化锆、碳化硅、氮化钽和碳化钽或以MgxNy形式的氮化镁，其中x等于约3，并且y等于约2，例如以Mg3N2形式的氮化镁。成核层可以掺杂有与意图生长的半导体元件相同类型的导电性，并且具有例如被包括在1nm至200nm之间、优选地在10nm至50nm之间的厚度。成核层可以由合金或者以上列表中提到的一种或几种材料的堆叠组成。
在图3和图6的实施例中的每个中，光电设备10还包括绝缘层28，该绝缘层28形成在下导电电极层26上方并且插入在下导电电极层26和上导电电极层15之间，以便将第一下电极和第二上电极彼此绝缘。
绝缘层28可以包括覆盖所述至少一个成核层的第一中间绝缘层。它形成生长掩模，该生长掩模使能二极管LEDi的第一掺杂部分从穿过局部通向成核表面的开口外延生长。它还参与确保第一下电极和第二上电极之间的电绝缘。第一中间绝缘层由一种或几种介电材料制成，诸如例如，氧化硅(例如SiO2)或氮化硅(例如Si3N4或SiN)、或氧氮化硅、氧化铝(例如Al2O3)或氧化铪(例如HfO2)。第一中间绝缘层的厚度可以被包括在5nm至1μm之间，优选地被包括在20nm至500nm之间，例如等于约100nm。
绝缘层28可以进一步包括第二中间绝缘层，该第二中间绝缘层覆盖第一下电极并且参与确保第一下电极和第二上电极之间的电绝缘。它也可以覆盖由第一中间绝缘层形成的生长掩模。它可以与被包括在外壳18i中的第二掺杂部分的较低部分接触。第二中间绝缘层可以由与生长掩模相同或不同的介电材料制成，诸如例如氧化硅(例如SiO2)或氮化硅(例如Si3N4或SiN)、或者氮氧化硅、氧化铝(例如Al2O3)或氧化铪(例如HfO2)。第二中间绝缘层的厚度可以被包括在5nm至1μm之间，优选地被包括在20nm至500nm之间，例如等于约100nm。
参考图3至图5中表示的第二实施例，发光二极管LEDi的所有集合Di的第二上电极彼此电连接并与导电元件24i之一电接触，以便通过第二导电装置连接到电子组件的第二端子，而发光二极管LEDi的所有集合Di的所有第一下电极彼此绝缘并且分别通过对应的第一导电装置(即在这种情况下的通孔25i)与对应的电子组件的第一端子接触。
在二极管是以下核壳型的情况下，其中核是N掺杂的，而外壳是P掺杂的，则发光二极管LEDi的集合Di具有连接到电路16i的电子组件的第二端子的公共阳极，并且发光二极管LEDi的集合Di的各个阴极分别连接到电路16i的电子组件的第一端子。相反，在二极管是以下核壳型的情况下，其中核是P掺杂的，而外壳是N掺杂的，则发光二极管LEDi的集合Di具有连接到电路16i的电子组件的第二端子的公共阳极，并且发光二极管LEDi的集合Di的各个阴极分别连接到电路16i的电子组件的第一端子。
在图3的配置中，导电元件24i中的每个由以与通孔25i相同的方式穿过基板11形成的通孔形成。导电元件24i彼此电绝缘，并且相对于基板11的不同的第一部分14’i以及相对于不同的通孔25i绝缘。在该第二实施例中，其中发光二极管LEDi的每个集合Di的第一下电极与该集合Di的第一导电装置(即本文中与对应的通孔25i)接触，发光二极管LEDi的每个集合Di的第二上电极电连接到对应的导电元件24i。更具体地，导电元件24i通过贯穿由上导电电极层15、绝缘层28、下导电电极层26和电绝缘层27形成的堆叠的厚度形成的孔而与导电层22接触，该孔在基板11的第一面12上开口。
与图3至图5的第二实施例相比，参考图6和图7中表示的第三实施例，发光二极管LEDi的所有集合Di的第一下电极可以彼此电连接，并且与导电元件24i之一电接触，以便通过第二导电装置连接到电子组件的第二端子，而发光二极管LEDi的所有集合Di的所有第二上电极彼此绝缘并通过对应的第一导电装置(即在这种情况下的通孔25i)分别与对应的电子组件的第一端子接触。
在二极管是以下核壳型的情况下，其中核是N掺杂的，而外壳是P掺杂的，则发光二极管LEDi的集合Di具有连接到电路16i的电子组件的第二端子的公共阴极，并且发光二极管LEDi的集合Di的各个阳极分别连接到电路16i的电子组件的第一端子。相反，在二极管是以下核壳型的情况下，其中核是P掺杂的，而外壳是N掺杂的，则发光二极管LEDi的集合Di具有连接到电路16i的电子组件的第二端子的公共阳极，并且发光二极管LEDi的集合Di的各个阴极分别连接到电路16i的电子组件的第一端子。
在图6的配置中，导电元件24i中的每个通过以与通孔25i相同的方式形成的通孔穿过基板11形成。基板11的导电元件24i彼此电绝缘，并且相对于基板11的不同的第一部分14’i以及相对于不同的通孔25i绝缘。在该第三实施例中，其中发光二极管LEDi的每个集合Di的第二上电极与该集合Di的第一导电装置(也就是说，在这种情况下，与对应的通孔25i)接触，发光二极管LEDi的每集合Di的第一下电极电连接到对应的导电元件24i。更具体地，导电元件24i通过与穿过电绝缘层27的厚度的孔而与下导电电极层26接触，该孔在基板11的第一面12上开口。
图4和图7示出，对于发光二极管LEDi的每个集合Di，连接被布置在第二面13的侧面上的电子组件的第一端子和第一电极和第二电极(两者都布置在第一面12的侧面上)当中的一个的第一导电装置(在此为通孔25i)可以布置在每个子像素的拐角处。相比之下，图5示出了该第一导电装置(也就是说，在这种情况下，通孔25i)可以可替选地布置在每个子像素的中心处。为了更好地理解，关于图4和图5的特殊特征在于，它们中的每个都示出了在形成第二上电极之前，并且甚至在形成绝缘层28之前的情况。相反，图7示出了形成第二上电极之后的情况，这些然后是独立的，这是因为实际上是发光二极管LEDi的不同集合Di公共的阴极(由第一下电极构成)。
图8详细表示了在基板11是半导体或电绝缘的特定情况下，典型地通过形成将通孔25i连接到漏极33i的连接件35i(例如由硅化物诸如硅化钛、硅化钴、硅化镍、硅化铂或硅化钨制成)来实现由布置在背面13的侧面上的电子组件构成的晶体管的漏极33i和通孔25i之间的连接的可能方式。该晶体管非常有利地被包括在基板11的厚度E内，在第二面13的与其上方布置发光二极管LEDi的第一面12相对的一侧上，通过至少部分地或优选地全部容纳在形成于第二面13的侧面上的基板11中的盒23i内，该盒23i向基板11的外部开口，以便促进形成电子组件的步骤的执行。该晶体管还可以包括栅极32i、源极31i和绝缘盒36i，并且连接到构成控制电子器件的其他电子元件。绝缘盒36i由掺杂在1×1016原子/cm3和3×1017原子/cm3之间的材料形成。源极31i和漏极33i也被掺杂，典型地在1×1018原子/cm3和2×1020原子/cm3之间。所述晶体管的漏极33i和绝缘盒36i可以通过绝缘沟槽34i(通常称为“浅沟槽绝缘”或STI)与通孔25i绝缘。在这种情况下，硅化物覆盖STI，以便使能在所述晶体管的漏极33i和通孔25i之间的电连接。栅极长度可以根据可接受的泄漏水平来确定。可以根据可接受的电流来确定栅极宽度。作为示例，栅极宽度小于1微米，以便使40μA的电流在具有30微米步长的子像素中流动。可以根据可接受的场值来确定用于在第二面13的侧面上封装各个电子电路的绝缘体的厚度。
相比之下，在基板11是导电的特定情况下，图9示出了在连接件35i和基板11之间存在接触恢复元件38i。
优选地，光电设备10包括封装层29，其形成在第二上电极上方并且在与基板11相对的一侧上包裹所有发光二极管LEDi以便保护它们。优选地，形成封装层29以便覆盖整个结构。封装层29的材料可以是透明的。
光电设备10可能包括未被表示的一个或数个颜色转换器，其布置在封装层29中或在封装层29上。给定的颜色转换器可以垂直地定位于发光二极管LEDi的集合Di的上方，以便转换由发光二极管LEDi发射的光的颜色。作为示例，构成给定子像素的发光二极管LEDi的集合Di包括适于固有地发射蓝色的发光二极管LEDi，与该集合Di相关联的颜色转换器然后用于将该蓝色转换为意图通过与基板11相对的上表面从光电设备10发射出的红色或绿色。
通常，光电设备10包括光电电路40，该光电电路40包括连接在一起的不同的基本电子电路40i，其中每个基本电子电路40i包括：
-发光二极管LEDi的集合Di之一，
-控制电子电路16i，其确保对发光二极管的该集合的发光二极管LEDi进行控制，该控制电子电路16i布置在基板11的第二面13的侧面上，并且发光二极管的该集合的电子组件形成了所述控制电子电路16i的组成部分(integral part)。
特别地，发光二极管的集合Di的发光二极管LEDi的控制电子电路16i配置为以便满足以下功能中的至少一项：对该集合的发光二极管的电源的控制、对该集合的发光二极管免于静电放电的保护、存储器、对该集合的发光二极管的温度的检测。关于本文件中描述的原理的应用领域，每个控制电子电路16i的性质和设计不是限制性的。
作为示例，电子组件选自包括以下的群组：二极管、齐纳二极管、雪崩二极管、双极型晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、电阻器、金属氧化物半导体电容器、金属-绝缘体-金属电容器、晶闸管、变容二极管、易失性存储器和非易失性存储器。
为了减小光电设备10沿其厚度E的体积，基板11优选地在基板11的每个第一部分14i的水平处界定在第二面13中形成的盒23i，该盒23i的导电性与基板11的导电性相反，并且电子组件形成在该盒23i内，以便与基板11直接接触。通过“相反导电性”指定，应该理解盒23i相对于基板11的导电性具有改进的导电性。容纳在盒23i内的电子组件至少部分地、并且甚至优选地全部容纳在基板11的厚度E内。在一个示例中，盒23i形成在基板11的第二面13中，其中电子组件至少部分地形成在盒23i内，以便与基板11的一部分形成一体。
可以提供由在相关领域中名为“TFT”或“OTFT”类型、代表“有机薄膜晶体管”的薄膜晶体管组成的电子组件。OTFT型晶体管的优点是具有亚微米栅极长度，其与具有有限寄生电容的非常小的像素的布置兼容，以便能够在大约10MHz下使能切换。另一个优点是它们可以在非常低的温度下制造，典型地在大约60℃下。另一个优点是，不必将基板11用作电子支撑件。
图10示意性地示出了光电子电路40的示例，以便阐明对读者的总体理解，在特定情况下，两个不同的基本电子电路401、402连接在一起。基本电子电路401包括发光二极管LED1的集合D1和确保对该发光二极管LED1的集合D1的发光二极管LED1进行控制的控制电子电路161。控制电子电路161布置在基板11的第二面13的侧面上，并且发光二极管LED1的该集合D1的电子组件形成控制电子电路161的组成部分。基本电子电路402包括发光二极管LED2的集合D2和确保对发光二极管LED2的该集合D2的发光二极管LED2的控制的控制电子电路162。控制电子电路162布置在基板11的第二面13的侧面上，并且发光二极管LED2的该集合D2的电子组件形成控制电子电路162的组成部分。通过第一部分141、14’1形成的与集合D1相关联的第一导电装置(例如，在基板11是导电的情况下对应于第一部分141，或者在基板11是半导体或电绝缘的情况下对应于通孔251)确保了二极管LED1的第一电极和第二电极当中的一个电连接到电子电路161的电子组件的第一端子。由导电元件241和导电层30的组合构成的第二导电装置将二极管LED1的第一电极和第二电极当中的另一个连接到电子电路161的电子组件的第二端子。通过第一部分142、14'2形成的与集合D2相关联的第一导电装置(例如，在基板11是导电的情况下对应于第一部分142，或者在基板11是半导体或电绝缘的情况下对应于通孔252)确保了二极管LED2的第一电极和第二电极当中的一个与电子电路162的电子组件的第一端子的电连接。由导电元件241和导电层30的组合构成的第二导电装置将二极管LED2的第一电极和第二电极当中的另一个连接到电子电路162的电子组件的第二端子。电子电路161、162的电子组件的第二端子经由第二导电装置连接在一起。电子电路161、162连接到导频单元41和电源42。
用于制造光电设备10的方法的实施例可以包括以下步骤，这些步骤不一定是连续的：
(a)设置沿着基板11的厚度E界定彼此相对的第一面12和第二面13的基板11；
(b)形成发光二极管LEDi的多个集合Di，其中给定集合Di的发光二极管LEDi电关联在一起，在步骤(b)期间，发光二极管LEDi的每个集合Di的形成包括在基板11的第一面12的侧面上在基板11的对应的第一部分14i、14'i上方形成多个发光二极管LEDi，每个发光二极管LEDi的形成包括形成半导体元件的步骤，该半导体元件包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分；
(c)针对发光二极管LEDi的每个集合Di，形成与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第一掺杂部分接触的第一下电极；
(d)针对发光二极管LEDi的每个集合Di，形成与该集合Di的所有发光二极管LEDi的第二掺杂部分接触的第二上电极，第二上电极相对于第一下电极电绝缘，并且包括形成上导电电极层15的步骤，该上导电电极层15覆盖该集合Di的每个发光二极管LEDi的至少一部分，以便与每个发光二极管LEDi接触；
(e)在基板11的第二面13的侧面上，在基板11的第一部分14i、14’i中形成电子电路16i的电子组件；
(f)设置第一导电装置，其通过第一部分14i、14’i而形成，并且其允许将步骤(e)中形成的电子组件的第一端子电连接到步骤(c)中形成的第一下电极或在步骤(d)中形成的第二上电极，执行步骤(f)，使得使发光二极管LEDi的给定集合Di的第一导电装置与发光二极管LEDi的其他集合Di的第一导电装置电绝缘。
如从先前的解释中得出的，在图1和图2的第一实施例中，步骤(f)可以包括以下的组合：步骤(a)，其中基板11是导电的或高掺杂的半导体；步骤(b)，其中在基板11的第一面12上方形成发光二极管LEDi的第一掺杂部分；以及形成电绝缘元件19的步骤的实施，该电绝缘元件19在它们之间成对界定基板11的第一部分14i、14'i。
特别地，形成电绝缘元件19的步骤可以包括对于每个电绝缘元件19蚀刻基板11中的开口(例如，以如前面描述的沟槽的形式)的步骤。可以通过任何已知的技术、例如通过反应离子刻蚀来形成开口。在随后描述的减薄步骤(h)之后，开口的深度严格大于基板11的预期厚度E。然后，形成电绝缘元件19的步骤可以包括利用电绝缘填充材料(例如氧化物，尤其是氧化硅)或者绝缘聚合物填充先前蚀刻的开口的步骤。可替选地，可以利用绝缘层仅覆盖每个蚀刻开口的壁，然后利用半导体或导电材料(例如多晶硅)填充沟槽的剩余部分。
此外，由于如上描述的电绝缘元件19的形成，所以可以实现第二部分24i的形成。
可替选地，在图3至图5的第二实施例中，如从先前的解释中得出的，步骤(f)可以包括以下组合：步骤(c)；步骤(b)，其中形成发光二极管LEDi的第一掺杂部分以便其与在步骤(c)中形成的第一下电极接触；以及与在步骤(c)中形成的第一下电极接触的通孔25i的形成。
可替选地，如从先前的解释中得出的，在图6和图7的第三实施例中，步骤(f)可以包括以下组合：步骤(d)；步骤(b)，其中形成发光二极管LEDi的第二掺杂部分以便与在步骤(d)中形成的第二上电极接触；以及与在步骤(d)中形成的第二上电极接触的通孔25i的形成。
可以根据本领域技术人员已知的任何技术来执行形成通孔25i的步骤。作为示例，形成通孔25i的步骤对于每个通孔25i包括形成在基板11中形成的贯通通道的步骤。该通道可以通过任何已知技术形成。在减薄步骤(h)之后，通道的深度严格大于基板11的预期厚度E。然后，形成通孔25i的步骤可以包括利用合适的导电材料(诸如例如高掺杂多晶硅)填充通道的步骤。可替选地，可以预先利用绝缘材料(诸如例如氧化硅)覆盖通道壁，以便使通孔25i相对于与其穿过的基板11电绝缘。
为了实施步骤(f)，可以至少部分地在步骤(b)之前、或至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行形成通孔25i的步骤或形成电绝缘元件19的步骤。
优选地，步骤(e)至少部分地在步骤(b)之后执行，特别是由于与发光二极管LEDi的半导体元件的生长有关的热约束。
优选地，步骤(e)至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行，以便避免恶化先前形成的电子组件的形成第一电极和第二电极的步骤。
如前面指出的，步骤(a)可以包括步骤(h)，其包括减小与第一面12相对的一侧中的基板11的厚度，在该步骤(h)之后，基板11界定与第一面12相对的第二面13。换句话说，在步骤(h)之后，基板11实际上具有厚度E。步骤(h)可以根据任何已知技术通过机械和/或化学过程来执行，随后可能进行抛光。优选地，步骤(h)在步骤(e)之后执行。
步骤(e)可包括在第二面13中形成盒23i的步骤以及然后在先前形成的盒23i中形成电子组件的步骤。
该方法可以包括步骤(i)，其包括：形成覆盖发光二极管LEDi的至少一个集合Di的第二上电极的至少一个颜色转换器。步骤(i)可以至少部分地在步骤(h)之前执行，使能在永久CCM的顶部上粘合基板。可替选地，步骤(i)可以至少部分地在步骤(h)之后执行，以便能够增加热预算。
优选地，包括在基板11的第二面13的侧面上形成基板11的第一部分14i、14'i中的电子组件的步骤至少部分地在步骤(i)之后执行，以便避免形成使先前形成的电子组件恶化的颜色转换器。
优选地，至少部分地在步骤(e)之前执行包括形成覆盖第二上电极的封装层29的可选步骤(g)。
在优选的示例中，其中基板11是单片的并且由至少一种半导体材料组成，该半导体材料适于在电子电路16i的电子组件的至少一部分的形成中用作基础材料，该方法有利地包括步骤(e)的子步骤(e1)，其包括在基板11的第二面13的侧面上由基板11的第一部分14i、14’i中的基板11的半导体材料形成电子电路16i的所述电子组件的所述至少一部分。
在一个示例中，电子电路16i的所述电子组件的所述至少一部分是有源部分。
在该方法的示例中，第二面13在步骤(e)中为自由表面。
电子组件可以通过所谓的“冷”工艺形成，也就是说，步骤(e)在低于650℃的温度下执行。典型地，步骤(e)所需的操作可以在被包括在250℃至650℃之间的温度下执行，典型地为约450℃，以避免损坏先前在步骤(b)中形成的发光二极管LEDi的有源部分。电子组件可以通过单片CMOS(代表“互补金属氧化物半导体”)技术或TFT技术或混合技术启发的工艺而形成。电子组件也可以是OTFT类型的，使得步骤(e)所需的操作几乎可以在环境温度下执行，典型地在60℃的范围内。

Claims (27)

1.一种光电设备(10)，包括：单片基板(11)，其界定沿所述基板(11)的厚度(E)彼此相对的第一面(12)和第二面(13)；以及发光二极管(LEDi)的多个集合(Di)，其中给定集合(Di)的发光二极管(LEDi)电关联在一起，并且发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)包括：
多个发光二极管(LEDi)，其在所述基板(11)的第一面(12)的侧面上布置在所述基板(11)的对应的第一部分(14i、14'i)上，每个发光二极管(LEDi)包括半导体元件，所述半导体元件包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分；
第一下电极，其与所述集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第一掺杂部分接触；
第二上电极，其与所述集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第二掺杂部分接触，所述第二上电极相对于所述第一下电极电绝缘并且包括上导电电极层(15)，所述上导电电极层(15)覆盖所述集合(Di)的每个发光二极管(LEDi)的至少一部分，以便与每个二极管(LEDi)接触；
控制电子电路(16i)的电子组件，其在所述基板(11)的第二面(13)的侧面上在所述基板(11)的第一部分(14i、14'i)中形成；
第一导电装置，其通过所述第一部分(14i、14'i)而形成，并且将所述电子组件的第一端子电连接到第一电极和第二电极当中的一个，发光二极管(LEDi)的给定集合(Di)的第一导电装置与发光二极管(LEDi)的其他集合(Di)的第一导电装置电绝缘；
在所述光电设备(10)中，所述基板(11)由至少一种半导体材料组成，所述至少一种半导体材料适于用作形成所述电子组件的至少一部分的基础材料，并且所述电子组件的所述至少一部分在所述基板(11)的第二面(13)的侧面上由基板(11)的第一部分(14i、14'i)中的基板(11)的半导体材料形成。
2.根据权利要求1所述的光电设备(10)，其特征在于，所述第二面(13)是自由表面。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的光电设备(10)，其特征在于，所述基板(11)在所述基板(11)的每个第一部分(14i、14'i)处界定盒(23i)，所述盒(23i)具有与所述基板(11)的导电性相反的导电性并且形成在所述基板(11)的第二面(13)中，所述电子组件至少部分地形成在所述盒(23i)中，以便与所述基板(11)直接接触。
4.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，所述电子组件的所述至少一部分是有源部分。
5.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，每个电子组件包括与所述第一端子不同且绝缘的第二端子，并且所述光电设备(10)包括第二导电装置(24i、30)，其将发光二极管(LEDi)的多个集合(Di)的电子组件的第二端子连接到所述第一电极和第二电极当中的另一个。
6.根据权利要求5所述的光电设备(10)，其特征在于，所述第二导电装置(24i、30)包括：导电元件(24i)，其在与发光二极管(LEDi)的所有集合(Di)相关联的第一部分(14i、14'i)之外通过从所述第一面(12)延伸到所述第二面(13)而穿过所述基板(11)；以及导电层(30)，其布置在所述第二面(13)的侧面上。
7.根据权利要求6所述的光电设备(10)，其特征在于：
-如果发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)的第一导电装置与发光二极管(LEDi)的所述集合(Di)的第一下电极接触，则所述导电元件(24i)电连接至发光二极管(LEDi)的集合(Di)的第二上电极，或者
-如果发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)的第一导电装置与发光二极管(LEDi)的所述集合(Di)的第二上电极接触，则所述导电元件(24i)电连接至发光二极管(LEDi)的集合(Di)的第一下电极。
8.根据权利要求1或2所述的光电设备，其特征在于，所述光电设备(10)包括光电电路(40)，所述光电电路包括连接在一起的不同的基本电子电路(40i)，其中每个基本电子电路(40i)一方面包括发光二极管(LEDi)的集合(Di)之一，另一方面包括确保对发光二极管(LEDi)的该集合(Di)的发光二极管(LEDi)的控制的控制电子电路(16i)，该控制电子电路(16i)布置在所述基板(11)的第二面(13)的侧面上，并且发光二极管(LEDi)的该集合(Di)的电子组件形成了所述控制电子电路(16i)的组成部分。
9.根据权利要求8所述的光电设备(10)，其特征在于，发光二极管(LEDi)的一个集合(Di)的发光二极管(LEDi)的控制电子电路(16i)被配置为以便满足以下功能中的至少一项：对所述发光二极管(LEDi)的电源的控制、对所述发光二极管(LEDi)免于静电放电的保护、存储器、对所述发光二极管(LEDi)的温度的检测。
10.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，所述电子组件选自包括以下的群组：二极管、齐纳二极管、雪崩二极管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、电阻器、金属氧化物半导体电容器，金属绝缘体金属电容器、晶闸管、变容二极管、易失性存储器和非易失性存储器。
11.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，覆盖所述发光二极管(LEDi)的至少一部分以便与其接触的上导电电极层(15)由以下材料形成，其对由此被覆盖的发光二极管(LEDi)所发射的光至少部分透明。
12.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，在发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)处，所述第二上电极包括导电层，其覆盖所述上导电电极层(15)的至少一部分并布置在所述发光二极管(LEDi)周围。
13.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，每个集合(Di)的发光二极管(LEDi)的半导体元件具有线状、圆锥形或截头圆锥形的形状。
14.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，在发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)处，所述基板(11)的第一部分构成所述第一下电极和所述第一导电装置，所述基板(11)的第一面(12)与该集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第一掺杂部分接触，并且所述电子组件在其第二面(13)处与所述基板(11)接触，使得所述电子组件的第一端子与该集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第一掺杂部分之间的电连接由所述第一部分确保。
15.根据权利要求1或2所述的光电设备(10)，其特征在于，将所述第一电极和第二电极当中的一个连接到该集合(Di)的电子组件的第一端子的发光二极管(LEDi)的给定集合(Di)的第一导电装置与所述基板(11)电绝缘，并包括导电通孔(25i)，其从所述基板(11)的第二面(13)延伸直到所述基板(11)的第一面(12)并电连接到与所述第一导电装置连接的电极。
16.根据权利要求15所述的光电设备(10)，其特征在于，对于发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)，所述第一下电极包括至少一个下导电电极层(26)，其形成在所述基板(11)的第一面(12)上并且与该集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第一掺杂部分接触。
17.一种用于光电设备(10)的制造方法，包括以下步骤：
(a)设置沿着基板(11)的厚度(E)界定彼此相对的第一面(12)和第二面(13)的单片基板(11)；
(b)形成发光二极管(LEDi)的多个集合(Di)，其中给定集合(Di)的发光二极管(LEDi)电关联在一起，在步骤(b)期间，发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)的形成包括在所述基板(11)的第一面(12)的侧面上在所述基板(11)的对应的第一部分(14i、14'i)上形成多个发光二极管(LEDi)，每个发光二极管(LEDi)的形成包括形成半导体元件的步骤，所述半导体元件包括第一掺杂部分、有源部分和第二掺杂部分；
(c)针对发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)，形成与该集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第一掺杂部分接触的第一下电极；
(d)针对发光二极管(LEDi)的每个集合(Di)，形成与该集合(Di)的所有发光二极管(LEDi)的第二掺杂部分接触的第二上电极，所述第二上电极相对于所述第一下电极电绝缘，并且包括形成上导电电极层(15)的步骤，所述上导电电极层(15)覆盖该集合(Di)的每个发光二极管(LEDi)的至少一部分，以便与每个发光二极管(LEDi)接触；
(e)在所述基板(11)的第二面(13)的侧面上在所述基板(11)的第一部分(14i、14'i)中形成控制电子电路(16i)的电子组件；
(f)提供第一导电装置，其通过所述第一部分(14i、14'i)形成并适于将步骤(e)中形成的电子组件的第一端子电连接到步骤(c)中形成的第一下电极或步骤(d)中形成的第二上电极，步骤(f)的执行使得发光二极管(LEDi)的给定集合(Di)的第一导电装置与发光二极管(LEDi)的其他集合(Di)的第一导电装置电绝缘；
在所述方法中，所述基板(11)由至少一种半导体材料组成，所述半导体材料适于用作形成所述电子组件的至少一部分的基础材料，所述方法包括步骤(e)的子步骤(e1)，其包括在所述基板(11)的第二面(13)的侧面上由所述基板(11)的第一部分(14i、14'i)中的基板(11)的半导体材料形成所述电子组件的所述至少一部分。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述电子组件的所述至少一部分是有源部分。
19.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(f)至少部分地在步骤(b)之前执行。
20.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(f)至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行。
21.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(e)至少部分地在步骤(b)之后执行。
22.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(e)至少部分地在步骤(c)之后和步骤(d)之后执行。
23.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(a)包括步骤(h)，所述步骤(h)包括减小与所述第一面(12)相对的一侧上的所述基板(11)的厚度，在步骤(h)之后，所述基板(11)包括与所述第一面(12)相对的第二面(13)，并且步骤(h)在步骤(e)之前执行。
24.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，其包括步骤(i)，所述步骤(i)包括形成覆盖发光二极管(LEDi)的至少一个集合(Di)的第二上电极的至少一个颜色转换器，并且步骤(e)至少部分地在步骤(i)之后执行。
25.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，其包括步骤(g)，所述步骤(g)包括形成覆盖所述第二上电极的封装层(29)，并且步骤(e)至少部分地在步骤(g)之后执行。
26.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤(e)在低于650℃的温度下执行。
27.根据权利要求17或18中任一项所述的制造方法，其特征在于，在步骤(e)中，所述第二面(13)是自由表面。
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