(57)【要約】  光電子装置（１０）は、基板（１１）と、各セット（Ｄｉ）が、複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）と、第１の下部電極と、第２の上部電極と、基板（１１）の第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）に形成された電子回路（１６ｉ）の電子部品であって、基板（１１）の面（１３）の側面に、発光ダイオードを負担しない複数のセット（Ｄｉ）と、第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）を介して形成され、電子部品の第１の端子を第１および第２の電極の一方に電気的に接続する第１の導電手段と含む。所与のセット（Ｄｉ）の第１の導電手段は、他のセット（Ｄｉ）の第１の導電手段から電気的に絶縁される。【選択図】図３【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１）の厚さ（Ｅ）に沿って互いに対向する第１の面（１２）および第２の面（１３）を区切る基板（１１）と、所与のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が互いに電気的に関連付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）とを含む光電子装置（１０）であって、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）は、
前記基板（１１）の第１の面（１２）の側面の側に、前記基板（１１）の対応する第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）の上に配置され、各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が第１のドープ部と、活性部と、第２のドープ部とを含む半導体素子を含む複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）と、
前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極と、
前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極であって、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各ダイオード（ＬＥＤｉ）と接触するように前記セット（Ｄｉ）の各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも一部を覆う上部導電性電極層（１５）を備える、第２の上部電極と、
前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側において、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ，１４’ｉ）に形成された電子回路（１６ｉ）の電子部品と、
前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）を介して形成され、前記電子部品の第１の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に電気的に接続し、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の第１の導電性要素であって、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の他方のセット（Ｄｉ）の第１の導電手段から電気的に絶縁されている第１の導電手段とを含む光電子装置（１０）。
【請求項２】
前記基板（１１）がモノリシックであることを特徴とする請求項１に記載の光電子装置（１０）。
【請求項３】
前記第２の面（１３）が自由表面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電子装置（１０）。
【請求項４】
前記基板（１１）は前記基板（１１）の各第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）のレベルでボックス（２３ｉ）を区画し、前記ボックス（２３ｉ）が前記基板（１１）の導電型と反対の導電型を有し、前記基板（１１）の前記第２の面（１３）に形成され、前記電子部品は、前記基板（１１）と直接接触するように前記ボックス（２３ｉ）内に少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項５】
前記基板（１１）が、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように適合された少なくとも１つの半導体材料によって構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも一部の前記電子部品は、前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側において、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）における前記基板（１１）の半導体材料から形成されることを特徴とする請求項５に記載の光電子装置（１０）。
【請求項７】
前記少なくとも一部の前記電子部品は、活性部であることを特徴とする請求項６に記載の光電子装置（１０）。
【請求項８】
各電子部品が前記第１の端子とは別個の絶縁された第２の端子を備え、前記光電子装置（１０）において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）のセット（Ｄｉ）の前記電子部品の前記第２の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に接続する第２の導電手段（２４ｉ、３０）を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項９】
前記第２の導電手段（２４ｉ、３０）は、前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の全ての前記セット（Ｄｉ）に関連する前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）の外側において、前記第１の面（１２）から前記第２の面（１３）まで延在することによって前記基材（１１）を横切る導電性要素（２４ｉ）と、前記第２の面（１３）の側面の側に配置された導電層（３０）とを備えることを特徴とする請求項８に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１０】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）の前記第１の下部電極と接触している場合、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）の前記第２の上部電極に、
または、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）の前記第２の上部電極と接触している場合、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）の前記第１の上部電極に、
前記導電性要素（２４ｉ）が電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１１】
前記光電子装置（１０）は互いに接続された別個の素子電子回路（４０ｉ）を含む光電子回路（４０）を備え、前記各素子電子回路（４０ｉ）は、一方において、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）のうちの１つと、他方において、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の当該セット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の制御を確実にする制御電子回路（１６ｉ）とを備え、当該制御電子回路（１６ｉ）は前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側に配置され、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の当該セット（Ｄｉ）の前記電子部品は前記制御電子回路（１６ｉ）の一体部分を形成することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光電子装置。
【請求項１２】
前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の１つのセット（Ｄｉ）の前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記制御電子回路（１６ｉ）は、前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の電源の制御、静電気放電に対する前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の保護、メモリ、前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の温度の検出の少なくとも１つを満たすように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１３】
前記電子部品は、ダイオード、ツェナーダイオード、アバランシェダイオード、バイポーラトランジスタ、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ、抵抗器、金属−酸化物−半導体キャパシタ、金属−絶縁体−金属キャパシタ、サイリスタ、バラクタ、揮発性メモリ、不揮発性メモリからなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１４】
前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも一部を接触するように覆う前記上部導電性電極層（１５）は、それによって前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の発光に対して少なくとも部分的に透明な材料で形成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１５】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の前記レベルにおいて、前記第２の上部電極は前記上部導電性電極層（１５）の少なくとも一部を覆い、前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の周囲に配置された導電層（２２）を備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１６】
各セット（Ｄｉ）の前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記半導体素子が、ワイヤ状、円錐状または円錐台形状を有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１７】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の前記レベルにおいて、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ）が前記第１の下部電極および前記第１の導電手段を構成し、前記基板（１１）の前記第１の面（１２）が当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触し、前記電子部品の前記第２の面（１３）の前記レベルにおいて当該電子部品が前記基板（１１）と接触し、前記電子部品の前記第１の端子と当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部との間の電気的接続が前記第１の部分（１４ｉ）によって保証されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１８】
前記第１および第２の電極のうちの一方を前記セット（Ｄｉ）の前記電子部品の前記第１の端子に接続する発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段は、前記基板（１１）から電気的に絶縁され、前記基板（１１）において前記第２の面（１３）から前記第１の面（１２）まで延在し、前記第１の導電手段が接続される前記電極に電気的に接続される導電性ビア（２５ｉ）を備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１９】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）に対して、前記第１の下部電極は、前記基板（１１）の前記第１の面（１２）上に形成され、前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する少なくとも１つの下部導電性電極層（２６）を備えることを特徴とする請求項１８に記載の光電子装置（１０）。
【請求項２０】
以下のステップを含む光電子装置（１０）の製造方法。
（ａ）基板（１１）の厚さ（Ｅ）に沿って互いに対向する第１の面（１２）および第２の面（１３）を区切る基板（１１）を提供する。
（ｂ）所与のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が互いに関連付けられている複数のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）を形成し、ステップ（ｂ）の間に、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の形成は複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の形成を含み、基板（１１）の第１の面（１２）の側面の側において、基板（１１）の対応する第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）に、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の形成は第１のドープ部、活性部、および第２のドープ部を含む半導体素子を形成するステップを含む。
（ｃ）発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）について、当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極を形成する。
（ｄ）発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）について、前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極を形成し、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）と接触するように当該セット（Ｄｉ）の各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも一部を覆う上部導電性電極層（１５）を形成するステップを含む。
（ｅ）前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）において、前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側に電子回路（１６ｉ）の電子部品を形成する。
（ｆ）前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）を介して形成され、ステップ（ｅ）で形成された前記電子部品の第１の端子を、ステップ（ｃ）で形成された前記第１の下部電極またはステップ（ｄ）で形成された前記第２の上部電極に電気的に接続するように構成された第１の導電手段を供給し、ステップ（ｆ）が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の他のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段から電気的に絶縁されるように実行される。
【請求項２１】
前記基板（１１）はモノリシックであり、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように構成された少なくとも１つの半導体材料によって構成され、前記方法は前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）における前記基板（１１）の半導体材料から、前記少なくとも一部の前記電子部品を前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側に形成するステップ（ｅ）のサブステップ（ｅ１）を含むことを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記少なくとも一部の前記電子部品が活性部であることを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
ステップ（ｂ）の前に、ステップ（ｆ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２４】
ステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に、ステップ（ｆ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２５】
ステップ（ｂ）の後に、ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２６】
ステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に、ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする、請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２７】
ステップ（ａ）は前記第１の面（１２）と反対側の前記基板（１１）の前記厚さを減少させるステップ（ｈ）を含み、前記基板（１１）はステップ（ｈ）の後に、前記第１の面（１２）と反対側の第２の面（１３）を含み、ステップ（ｈ）はステップ（ｅ）の前に実施されることを特徴とする請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２８】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも１つのセットの前記第２の上部電極を覆う少なくとも１つのカラーコンバータを形成するステップ（ｉ）を含み、ステップ（ｉ）の後にステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする請求項２０〜２７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記第２の電極を覆う封入層（２９）を形成するステップ（ｇ）を含み、ステップ（ｇ）の後に前記ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする請求項２０〜２８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項３０】
ステップ（ｅ）が６５０℃未満の温度で実施されることを特徴とする請求項２０〜２９のいずれかに１項に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記第２の面（１３）は、ステップ（ｅ）において自由表面であることを特徴とする請求項２０〜３０のいずれかに１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを有する光電子装置、例えば、ディスプレイスクリーンを構成するもの、または画像を投影するための装置に関する。また、本発明は、発光ダイオードを備えた光電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の方法では、発光ダイオードを有する光電子装置は、電気信号を電磁放射線に変換できる。
【０００３】
光電子装置、特にディスプレイスクリーンまたは画像投影装置があり、後にＩＩＩ−Ｖ族化合物（特に窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化ガリウムおよび窒化インジウム（ＧａＩｎＮ）ならびに窒化ガリウムおよび窒化アルミニウム（ＧａＡｌＮ））と呼ばれる、ＩＩＩ族からの少なくとも１つの元素およびＶ族からの１つの元素から主に構成される半導体層または三次元元素の積層を含む半導体材料に基づく発光ダイオードを含む。
【０００４】
画像の画素は、ディスプレイスクリーンによって表示されるか、または投影装置によって投影される画像の単一要素に対応する。光電子装置がモノクロ画像を表示するためのスクリーンである場合には、一般に、画像の各画素の表示のための単一の光源を含む。光電子装置がカラー画像を表示するためのスクリーンまたはカラー画像を投影するための装置である場合、各画像画素のディスプレイに対して、ディスプレイ副画素（display sub-pixels）とも呼ばれる少なくとも３つの光強度発光および／または調節成分を一般に含み、各々が実質的に１つの色（例えば、赤色、緑色、および青色）で光放射を発する。これら３つのディスプレイ副画素が放射する放射の重畳は、表示画像の画素に対応する着色感を観察者に与える。この場合、表示画素によって、１つの画像画素の表示のために、３つの副画素によって１つの「セット」が形成されることを理解すべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、各副画素は１つまたは複数の発光ダイオード（単数または複数）によって構成されるセットによって構成されるため、光電子装置は異なる副画素を構成するための複数のそのような発光ダイオードのセットを含む。
【０００６】
各画素を製造するために、第１の解決策では、赤色光を放射するように適合されたダイオードのセット、緑色光を放射するように適合されたダイオードの別のセット、および青色光を放射するように適合された別のセットを提供することで構成される。しかし、このタイプの設計は同じ基板上に所与の色のダイオードを製造することを必要とし、このダイオードは個々の装置を区切るために、後に切断される。次いで、各画素は３つの色を得るように個々の装置を関連付けるために、再構成によって得られる。
【０００７】
代替の解決策では、画素の全てのダイオードが、所与の色で発光するように適合されており、２つの他の色で発光する副画素の取得は、カラーコンバータを介して得られる。
【０００８】
その後、再構成又は色変換器を使用することによってこのようにして得られた異なる副画素が、発光ダイオードを保護するようにケース内に配置され、このケースは一般に、プリント回路などの支持体に固定される。
【０００９】
特に、発光ダイオードの各セット、例えば各画像画素の各副画素の発光を規制するために、その機能がこのセットの発光ダイオードを制御することで構成される制御電子回路に関連付けることが望ましい場合がある。より一般的には、例えば、発光ダイオードの電源を制御する回路、静電放電に対して発光ダイオードを保護する回路、または発光ダイオードの温度を検出する回路からなる。
【００１０】
これらの回路は数個のトランジスタ（例えば、２〜１００の間で構成される量）と、場合によっては、各発光ダイオードのためのいくつかのキャパシタ（０〜６の間で構成される量）とを含むことができ、ハイブリッド化技術によって、発光ダイオードに接続することができる。この技術では、電子回路がまず、光電子装置とは別個に、第２の基板上で製造され、次いで、例えば、支持体に固定され、ケースに接続されることによって、光電子装置に組み立てられる。
【００１１】
この公知の技術は、電子回路に起因するバルクがかなりあるため、問題がある。また、第２の基板を使用する必要があるため、コストが高くなる。それは、発光ダイオードのマトリックスのステップに対応するステップを有するハイブリッド化プロセスを提供することを必要とする。光電子装置の製造に加えて、この方法は、電子回路を製造する明確なステップと、電子回路を光電子装置に接続するステップとを含む。これらのステップは、製造コストを発生させる。
【００１２】
別の解決法は、発光ダイオードを担持する基板の面の上に電子回路の構成要素を埋め込むことで構成され、例えば、出願人の名前に記載されている文書（国際公開第２０１５／０４４６１９号）に記載されている解決法と同様の方法である。しかし、この解決策は発光ダイオードの間に電子回路を埋め込むことによって占められる空間のために、発光ダイオードの側面上の空間の実質的な損失を引き起こす。この空間の損失の結果、この技術は、最良の可能な解像度が一般に望まれるディスプレイスクリーンの構成に完全には適さない。
【００１３】
「ＴＦＴ」の名称で当該分野において知られている薄膜トランジスタを用いて電子回路を構成することは、この種のトランジスタを小サイズの画素に関連付けることができないため、これらの課題を解決することはできない。
【００１４】
本発明は、上記欠点の全部または一部を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この明細書において、以下に列挙される目的のうちの少なくとも１つを満たす解決策を提供する必要がある。
（１）光電子装置のバルクの減少 
（２）製造の簡素化とコスト削減
（３）光電子部品による良好な解像度の取得を促進し、小サイズの画素の使用を可能にする。
【００１６】
これらの目的のうちの少なくとも１つは、基板の厚さに沿って互いに対向する第１の面および第２の面を区切る基板と、所与のセットの発光ダイオードが互いに電気的に関連付けられた複数の発光ダイオードとを含む光電子装置であって、発光ダイオードの各セットは、
前記基板の第１の面の側面の側に、前記基板の対応する第１の部分の上に配置され、各発光ダイオードが第１のドープ部と、活性部と、第２のドープ部とを含む半導体素子を含む複数の発光ダイオードと、
前記セットの全ての前記発光ダイオードの前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極と、
前記セットの全ての前記発光ダイオードの前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極であって、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各ダイオードと接触するように前記セットの各発光ダイオードの少なくとも一部を覆う上部導電性電極層を備える、第２の上部電極と、
前記基板の前記第２の面の側面の側において、前記基板の前記第１の部分に形成された電子回路の電子部品と、
前記第１の部分を介して形成され、前記電子部品の第１の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に電気的に接続し、発光ダイオードの所与のセットの第１の導電性要素であって、発光ダイオードの他方のセットの第１の導電手段から電気的に絶縁されている第１の導電手段とを含む光電子装置によって達成できる。
【００１７】
この光電子装置のいくつかの好ましい非限定的な態様は、以下の通りである。
【００１８】
前記基板がモノリシックである。
【００１９】
前記第２の面が自由表面である。
【００２０】
前記基板は前記基板の各第１の部分のレベルでボックスを区画し、前記ボックスが前記基板の導電型と反対の導電型を有し、前記基板の前記第２の面に形成され、前記電子部品は、前記基板と直接接触するように前記ボックス内に少なくとも部分的に形成される。
【００２１】
前記基板が、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように適合された少なくとも１つの半導体材料によって構成される。
【００２２】
前記少なくとも一部の前記電子部品は、前記基板の前記第２の面の側において、前記基板の前記第１の部分における前記基板の半導体材料から形成される。
【００２３】
前記少なくとも一部の前記電子部品は、活性部である。
【００２４】
各電子部品が前記第１の端子とは別個の絶縁された第２の端子を備え、前記光電子装置において、複数の発光ダイオードのセットの前記電子部品の前記第２の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に接続する第２の導電手段を備える。
【００２５】
前記第２の導電手段は、前記発光ダイオードの全ての前記セットに関連する前記第１の部分の外側において、前記第１の面から前記第２の面まで延在することによって前記基材を横切る導電性要素と、前記第２の面の側面の側に配置された導電層とを備える。
【００２６】
発光ダイオードの各セットの前記第１の導電手段が発光ダイオードの前記セットの前記第１の下部電極と接触している場合、発光ダイオードの前記セットの前記第２の上部電極に、または、発光ダイオードの各セットの前記第１の導電手段が発光ダイオードの前記セットの前記第２の上部電極と接触している場合、発光ダイオードの前記セットの前記第１の上部電極に、
前記導電性要素が電気的に接続されている。
【００２７】
前記光電子装置は互いに接続された別個の素子電子回路を含む光電子回路を備え、前記各素子電子回路は、一方において、発光ダイオードの前記セットのうちの１つと、他方において、発光ダイオードの当該セットの発光ダイオードの制御を確実にする制御電子回路とを備え、当該制御電子回路は前記基板の前記第２の面の側面の側に配置され、発光ダイオードの当該セットの前記電子部品は前記制御電子回路の一体部分を形成する。
【００２８】
前記発光ダイオードの１つのセットの前記発光ダイオードの前記制御電子回路は、前記発光ダイオードの電源の制御、静電気放電に対する前記発光ダイオードの保護、メモリ、前記発光ダイオードの温度の検出の少なくとも１つを満たすように構成されている。
【００２９】
前記電子部品は、ダイオード、ツェナーダイオード、アバランシェダイオード、バイポーラトランジスタ、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ、抵抗器、金属−酸化物−半導体キャパシタ、金属−絶縁体−金属キャパシタ、サイリスタ、バラクタ、揮発性メモリ、不揮発性メモリからなる群から選択される。
【００３０】
前記発光ダイオードの少なくとも一部を接触するように覆う前記上部導電性電極層は、それによって前記発光ダイオードの発光に対して少なくとも部分的に透明な材料で形成される。
【００３１】
発光ダイオードの各セットの前記レベルにおいて、前記第２の上部電極は前記上部導電性電極層の少なくとも一部を覆い、前記発光ダイオードの周囲に配置された導電層を備える。
【００３２】
各セットの前記発光ダイオードの前記半導体素子が、ワイヤ状、円錐状または円錐台形状を有する。
【００３３】
発光ダイオードの各セットの前記レベルにおいて、前記基板の前記第１の部分が前記第１の下部電極および前記第１の導電手段を構成し、前記基板の前記第１の面が当該セットの全ての前記発光ダイオードの前記第１のドープ部と接触し、前記電子部品の前記第２の面の前記レベルにおいて当該電子部品が前記基板と接触し、前記電子部品の前記第１の端子と当該セットの全ての前記発光ダイオードの前記第１のドープ部との間の電気的接続が前記第１の部分によって保証される。
【００３４】
前記第１および第２の電極のうちの一方を前記セットの前記電子部品の前記第１の端子に接続する発光ダイオードの所与のセットの前記第１の導電手段は、前記基板から電気的に絶縁され、前記基板において前記第２の面から前記第１の面まで延在し、前記第１の導電手段が接続される前記電極に電気的に接続される導電性ビアを備える。
【００３５】
発光ダイオードの各セットに対して、前記第１の下部電極は、前記基板の前記第１の面上に形成され、前記セットの全ての前記発光ダイオードの前記第１のドープ部と接触する少なくとも１つの下部導電性電極層を備える。
【００３６】
本発明もまた、以下のステップを含む光電子装置の製造方法を包含する。
（ａ）基板の厚さに沿って互いに対向する第１の面および第２の面を区切る基板を提供する。
（ｂ）所与のセットの発光ダイオードが互いに関連付けられている複数のセットの発光ダイオードを形成し、ステップ（ｂ）の間に、発光ダイオードの各セットの形成は複数の発光ダイオードの形成を含み、基板の第１の面の側面の側において、基板の対応する第１の部分に、発光ダイオードの形成は第１のドープ部、活性部、および第２のドープ部を含む半導体素子を形成するステップを含む。
（ｃ）発光ダイオードの各セットについて、当該セットの全ての前記発光ダイオードの前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極を形成する。
（ｄ）発光ダイオードの各セットについて、前記セットの全ての前記発光ダイオードの前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極を形成し、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各発光ダイオードと接触するように当該セットの各発光ダイオードの少なくとも一部を覆う上部導電性電極層を形成するステップを含む。
（ｅ）前記基板の前記第１の部分において、前記基板の前記第２の面の側に電子回路の電子部品を形成する。
（ｆ）前記第１の部分を介して形成され、ステップ（ｅ）で形成された前記電子部品の第１の端子を、ステップ（ｃ）で形成された前記第１の下部電極またはステップ（ｄ）で形成された前記第２の上部電極に電気的に接続するように構成された第１の導電手段を供給し、ステップ（ｆ）が発光ダイオードの所与のセットの前記第１の導電手段が発光ダイオードの他のセットの前記第１の導電手段から電気的に絶縁されるように実行される。
【００３７】
この製造方法のいくつかの好ましい非限定的な態様は以下の通りである。
【００３８】
ステップ（ｂ）の前に、ステップ（ｆ）の少なくとも一部が実施される。
【００３９】
ステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に、ステップ（ｆ）の少なくとも一部が実施される。
【００４０】
ステップ（ｂ）の後に、ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施される。
【００４１】
ステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に、ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施される。
【００４２】
ステップ（ａ）は前記第１の面と反対側の前記基板の前記厚さを減少させるステップ（ｈ）を含み、前記基板はステップ（ｈ）の後に、前記第１の面と反対側の第２の面を含み、ステップ（ｈ）はステップ（ｅ）の前に実施される。
【００４３】
この方法は、発光ダイオードの少なくとも１つのセットの前記第２の上部電極を覆う少なくとも１つのカラーコンバータを形成するステップ（ｉ）を含み、ステップ（ｉ）の後にステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施される。
【００４４】
前記第２の電極を覆う封入層を形成するステップ（ｇ）を含み、ステップ（ｇ）の後に前記ステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施される。
【００４５】
ステップ（ｅ）が６５０℃未満の温度で実施される。
【００４６】
前記基板はモノリシックであり、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように構成された少なくとも１つの半導体材料によって構成され、前記方法は前記基板の前記第１の部分における前記基板の半導体材料から、前記少なくとも一部の前記電子部品を前記基板の前記第２の面の側面の側に形成するステップ（ｅ）のサブステップ（ｅ１）を含む。
【００４７】
前記第２の面は、ステップ（ｅ）において自由表面である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本発明は、非限定的な例として提供され、添付の図面に表される、本発明の特定の実施形態の以下の説明を使用して、より良く理解されるのであろう。
【図１】本発明による光電子装置の第１の実施形態の部分断面。
【図２】本発明による光電子装置の第１の実施形態の底面図。
【図３】本発明による光電子装置の第２の実施形態の、第２の上部電極の形成前の部分断面図。
【図４】本発明による光電子装置の第２の実施形態の、第２の上部電極の形成前の上面図。
【図５】図４の変形例。
【図６】本発明による光電子装置の第３の実施形態の部分断面図。
【図７】本発明による光電子装置の第３の実施形態の上面図。
【図８】第２および第３の実施形態で用いられる電子部品の配置の第１の例の部分断面図。
【図９】第１の実施形態で用いられる電子部品の第２の配置例を部分断面図。
【図１０】光電子回路の一例を概略化したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図面および以下の説明において、同じ参照番号は、同一または類似の要素を表す。さらに、異なる要素は図面の明確性を高めるために、一定の縮尺で表されていない。
【００５０】
第１の態様によれば、本発明は、基板１１の厚さＥに沿って互いに対向する第１の面１２と第２の面１３とを区切る基板１１を備える光電子装置１０に関する。別の態様によれば、本発明は、そのような光電子装置１０を製造するための方法に関する。
【００５１】
図１及び図２は、光電子装置１０の第１の実施形態を示す。図３〜図５は光電子装置１０の第２の実施形態に関し、図６および図７は、光電子装置１０の第３の実施形態を表す。以下、これらの異なる実施形態について詳細に説明する。同様に、製造方法の異なる工程、ならびに製造方法の異なる実施形態については、後に詳述する。
【００５２】
光電子装置に関連して後述する実施形態は画像を表示するためのスクリーン又は画像を投影するための装置の供給を特に対象とする。
【００５３】
図１の第１の実施形態を参照すると、基板１１は良好な電気伝導特性を有するように、例えばシリコン、好ましくは単結晶によって構成されるように、少なくとも部分的に導電性または高度にドープされた半導体材料に形成されてもよい。また、サファイアによって、さらにはＩＩＩ−Ｖ族半導体材料、例えばＧａＮによって形成されてもよい。あるいは、それは「ＳＯＩ（Silicon on Insulator）」または「ＳＯＩ」タイプの基板から構成されてもよい。あるいは、後述するように、図３及び図６の第２及び第３の実施形態をそれぞれ参照して、基板１１を半導体又は電気絶縁材料中に形成してもよい。一例では、図１、図３、図６、図８、図９に示すように、基板１１はモノリシックであり、すなわち、一体に形成され、導電性材料によって互いに電気的に接続された幾つかの異なる基板のアセンブリによって形成されない。
【００５４】
好ましくは、基板１１の第２の面１３が図１、図３、図６、図８及び図９に示すような自由表面である。換言すれば、第２の面１３は、ボックス２３ｉまたは電子回路１６ｉの電子部品の一部を形成する前にはそれによって覆われた層と直接接触していない。一例では、基板１１がその外面、例えば第２の面１３からその内部に形成された酸化物層によって自然に構成され、その後、周囲の空気と接触することができる。この同じ酸化物層は、基板１１を保護または絶縁するために意図的に形成されてもよい。基板１１の原子元素から形成されるこの酸化物層は「ボックス２３ｉまたは電子回路１６ｉの電子部品の一部の形成前に第２の面１３がそれによって覆われる層と直接接触しない」という文言では、基板の表面に形成された酸化物層は基板１１の一部であり、したがって、この酸化物層は直接接触によって基板１１を覆う層として理解されるべきではないことを理解されたい。同じことが、基板に含まれる原子元素、例えばシリコン基板内のＳｉＣから形成される任意の層に当てはまる。
【００５５】
表される全ての実施形態では、光電子装置１０は、所与のセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉが互いに電気的に関連する複数のセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉを含む。発光ダイオードの各セットに関連するインデックスiは１からｎの間で構成される自然数であり、ここで、ｎは発光ダイオードのセットの総数である。特に、各セットＤｉは副画素を構成するものであり、この端部まで、基板１１の第１の面１２の側面に配置された複数の発光ダイオードＬＥＤｉを含み、基板１１の対応する第１の部分にわたっている。光電子装置１０の各画素は、少なくとも２つの異なる光コンバータ、例えばそれぞれ異なる波長の３つの光、例えば青色光、緑色光および赤色光を介して直接または間接的に発光するように適合された少なくとも３つの副画素の組合せによって構成される。１４ｉで示される第１の部分は、基板１１が導電性である特定の場合に発光ダイオードが形成される基板１１の各第１の部分に対応する。１４’ｉで示される第１の部分は、基板１１が半導体または電気絶縁性である特定の場合に発光ダイオードが形成される基板１１の各第１の部分に対応する。
【００５６】
セットＤｉの各々が含む発光ダイオードＬＥＤｉの数は、例えば、発光ダイオードの寸法または画素化のために意図される解像度に従って変化してもよい。この数はセットごとに異なっていてもよく、例えば、１〜１０００の間に含まれる。上面図または底面図において各副画素によって占められる表面は、１ミクロン×１ミクロン〜数ミリメータ、典型的には５〜１００ミクロンメータで変化し得る。
【００５７】
図１、図３および図６のそれぞれは限定的ではないが、３つの発光ダイオードＬＥＤ１を含む第１のセットＤ１、および３つの発光ダイオードＬＥＤ２を含む第２のセットＤ２のみを表す。これらの図には２つのセットＤ１およびＤ２のみが存在し、これらは図１の第１の実施形態における２つの第１の部分１４１、１４２、または図３および図６の実施形態における１４’１、１４’２の存在のみを概略的に表し、これらの総数は実際にはセットＤｉの数に等しい。
【００５８】
各発光ダイオードＬＥＤｉは、第１のドープ部と、活性部と、第２のドープ部とを含む半導体素子を含む。半導体素子はマイクロメトリックまたはナノメトリック寸法に従って、２次元レイアウト（図示せず）または３次元的に表されるように配置されてもよい。好ましくは、各セットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉの半導体素子がワイヤ状、円錐状、または円錐台形状を有する。
【００５９】
以下の説明および図において、実施形態は、コア−シェル型三次元発光ダイオードＬＥＤｉについて説明される。それにもかかわらず、これらの実施形態は、第１のドープ部、活性部および第２のドープ部が基板１１の平面に対して横断方向に従って積層される軸構造を有する３次元発光ダイオードＬＥＤｉに対して、無関係に実施されてもよい。
【００６０】
一般に、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉは、また、このセットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの第１のドープ部と接触する第１の下部電極と、このセットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの全ての第２のドープ部と接触する第２の上部電極とを含む。
【００６１】
第２の上部電極は、第１の下部電極に対して電気的に絶縁されており、当該セットＤｉの各発光ダイオードＬＥＤｉの少なくとも１つの部分を覆い、発光ダイオードＬＥＤｉと接触するように上部導電性電極層１５を備える。
【００６２】
図示されるように、各発光ダイオードＬＥＤｉは、第１の面１２の平面に対して横方向に延在する、Ｎ型であろうとＰ型であろうと、第１のドープ部１７ｉを形成するワイヤ１７ｉと、ワイヤ１７ｉの少なくとも上部を覆うシェル１８ｉとを備える。シェル１８ｉは、数層の半導体材料、特にワイヤ１７ｉの少なくとも上部を覆う少なくとも１つの活性層、第２のドープ部を形成し活性層を覆う１つの中間層、および場合によっては中間層を覆う１つのリンク層の積み重ね、そして今度は上部導電性電極層１５で覆うことができる。
【００６３】
例えば、ワイヤ１７ｉは少なくとも部分的に、主にＩＩＩ−Ｖ族化合物、例えばＩＩＩ−Ｎ族化合物からなる半導体材料から形成されてもよい。ＩＩＩ族の例としては、ガリウム、インジウムまたはアルミニウムが挙げられる。ＩＩＩ−Ｎ化合物の例は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮまたはＡｌＩｎＧａＮである。Ｖ族からの他の要素、例えば、リン、ヒ素またはアンチモンを使用することもできる。一般的に、ＩＩＩ−Ｖ化合物中の元素は、異なるモル分率で組み合わせることができる。ワイヤ１７ｉは、ほとんどがＩＩ−ＶＩ族化合物からなる半導体材料から無差別に形成されてもよいことを強調しておく。ドーパントは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物の場合、ＩＩ族からのＰ型ドーパント、例えばマグネシウム、亜鉛、カドミウムまたは水銀、ＩＶ族からのＰ型ドーパント、例えば炭素、またはＩＶ族からのＮ型ドーパント、例えばケイ素、ゲルマニウム、セレン、硫黄、テルビウムまたはスズを含む群から選択することができる。
【００６４】
ワイヤ１７ｉの断面は、例えば、楕円形、円形または多角形（例えば、正方形、長方形、三角形、六角形）形状などの異なる形状を有することができる。
【００６５】
活性層は、発光ダイオードＬＥＤｉから供給される放射線の大部分が放射される層である。それは、量子井戸のような電荷キャリアを閉じ込めるための手段を含むことができる。例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に配置して構成される。ＧａＮ層は、ドープされてもよい。また、活性層は、単一のＩｎＧａＮ層で構成されていてもよい。
【００６６】
中間層は、ワイヤ１７ｉがＮ型にドープされている場合にはＰ型にドープされ、ワイヤ１７ｉがＰ型にドープされている場合にはＮ型にドープされ、半導体層、またはＰ−Ｎ接合またはＰ−Ｉ−Ｎ接合の形成を可能にする半導体層の積層に対応することができる。
【００６７】
リンク層は、半導体層または半導体層の積層に対応してもよく、中間層と第２電極との間のオーム接触の形成を可能にする。
【００６８】
一般的に、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉはまた、基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉに基板１１の第２の面１３の側面に形成された後述する電子回路１６ｉの電子部品と、第２の面１３から少なくとも第１の面１２まで基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉを貫通して形成され、電子部品の第１の端子を第１の電極または第２の電極に電気的に接続する第１の導電手段とを含む。
【００６９】
「基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉに形成される」ことによって、図１、図３、図６、図８及び図９に示すように、「基板の電気状態を少なくとも部分的に変更することによって、例えば基板１１をより導電性にするかまたは他のものにすることによって、例えば基板１１がドープされた場合にそのドーピングを異なるドーピングのタイプに変更するかまたは他のものにすることによって、ドーパントの濃度を変更することによって、基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉに形成される」ことを理解されたい。
【００７０】
発光ダイオードＬＥＤｉの所与のセットＤｉの第１の導電手段が、発光ダイオードＬＥＤｉの他のセットＤｉの第１の導電手段から電気的に絶縁されることを保証するように注意しなければならない。
【００７１】
第２の面１３の側面、すなわち、光電子装置１０の発光ダイオードＬＥＤｉが配置される面とは反対側面の面上の電子部品の配置は第１の面１２の側面の空間の浪費を回避し、それによって、必要に応じて、高い画素密度および優れた解像度を保証する。
【００７２】
電子部品は発光ダイオードＬＥＤｉを担持した基板１１上に直接的に得られ、それにより、従来技術のハイブリッド化技術の必要性がなくなり、コストを低減し、光電子装置１０の製造をかなり単純化することができる。
【００７３】
種々の図１〜図７の実施形態は特に、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉ毎に、第１の下部電極及び第１の導電性手段が構成される方法で互いに異なる。
【００７４】
図１及び図２の実施形態では、基板１１が発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉのレベルにおいて、導電性である基板１１の第１の部分１４ｉが第１の下部電極及び導電手段の両方を構成するようになっている。基板１１の第１の面１２は本セットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの第１のドープ部と接触し、電子部品は第２の面１３のレベルにおいて、基板１１と接触することにより、電子部品の第１の端子と、本セットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの全ての第１のドープ部との間の電気的接続が、第１の部分１４ｉによって確保される。
【００７５】
この目的のために、特に、導電性又は高ドープ半導体である基板１１に対して、電気抵抗率を金属の抵抗率に近い、好ましくは数Ω・ｃｍよりも低い抵抗率まで下げるように設けられる。基板１１は、濃度が５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の間で構成され、しかも制限的ではなく、典型的には１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の間の濃度のドーパントを有する高度にドープされた半導体基板であってもよい。光電子装置１０の製造プロセスの開始時に、基板１１は例えば、２７５ミクロン〜１５００ミクロンの間に含まれる厚さを有することができる。光電子装置１０が製造されると、後でより詳細に説明する薄化ステップ（ｈ）の後、基板１１は「Ｅ」で示される、例えば、１〜１００ミクロンの厚さを有する。シリコン基板１１の場合、ホウ素またはインジウムがＰ型ドーパントの例であり、リン、ヒ素またはアンチモンがＮ型ドーパントの例である。
【００７６】
図１および図２の実施形態では、基板１１には、その厚さＥを横切って、基板１１の第１の面１２から第２の面１３まで延在し、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉに関連する基板１１の第１の部分１４ｉを対で区切る電気絶縁要素１９が埋め込まれる。基板１１の第１の部分１４ｉは電気絶縁素子１９によって互いに電気的に絶縁されており、実際には、発光ダイオードＬＥＤｉの異なるセットＤｉの第１の下部電極間の電気接点を回避するようになっている。
【００７７】
電気絶縁要素１９は各々が基板１１の厚さＥ全体にわたって延在し、電気絶縁材料、例えば酸化物、特に酸化シリコン、又は絶縁ポリマーで充填されたトレンチを含むことができる。あるいは、各トレンチの壁は絶縁層で覆われ、トレンチの残りの部分は半導体または導電性材料、例えば多結晶シリコンで充填される。別の変形例によれば、電気絶縁要素１９は、基板１１とは反対側の極性タイプでドープされた領域を含む。例えば、各トレンチは、１ミクロンよりも大きい幅を有する。２つの隣接するトレンチは、それらの間に対応する第１の部分１４ｉを区切る。図２に示すように、電気絶縁要素１９は、基板１１の横方向に従って方向付けられ、従って基板１１の長手方向に沿って階段状に配置された第１の一連のこのようなトレンチと、基板１１の長手方向に従って方向付けられ、したがって基板１１の横方向に沿って階段状に配置されたこのようなトレンチの第２の一連のトレンチとを備える。これにより、基板１１の平面内にあり、第２の平面１３の側面に、発光ダイオードＬＥＤｉの異なるセットＤｉに関連するすべての電子構成要素の同一の分布を有する発光ダイオードＬＥＤｉのセットのマトリクス状のレイアウトに到達することができる。
【００７８】
本明細書には、このような電気絶縁要素１９は、基板１１が半導体または電気絶縁材料で形成される第２および第３の実施形態による場合であっても、極めて実装可能であることが記載されている。
【００７９】
例えば、各ワイヤ１７ｉはワイヤ１７ｉの成長を促進する核形成パッド２０からの成長によって得ることができ、各核形成パッド２０は基板１１の第１の部分１４ｉの第１の下部電極機能を保証するために、基板１１の第１の面１２に、順番に接触している。核形成パッド２０の側壁および核形成パッド２０で覆われていない第１の面１２の領域を保護して、核形成パッド２０の側壁上および核形成パッド２０で覆われていない第１の表面１２の領域上にワイヤ１７ｉが成長するのを防止するための処理が提供されてもよい。この処理は、核形成パッド２０の側壁の上に、および各第１の部分１４ｉのレベルで、核形成パッド２０で覆われていない第１の面１２の領域の上に、絶縁層２１を形成することを含むことができる。この結果に到達するための方法は絶縁層２１に核形成パッド２０を備えることを意図した場所に穴を設けて、絶縁層２１によって区切られたこれらの穴に核形成パッド２０を形成し、次いで核形成パッド２０からワイヤ１７ｉの成長を達成することを含む。あるいは、核形成パッド２０がまず絶縁層２１で覆われる前に形成され、次いで、核形成パッド２０の上方の絶縁層２１に穴が形成されて、その後、ワイヤ１７ｉの成長を進行させることができるようになる。このように形成された絶縁層２１は異なる第１の部分１４ｉのレベルで基板１１の第１の面１２を覆って電気的に絶縁することも可能であり、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉについて、第２の上部電極に属する上部導電性電極層１５に対して第１の下部電極が電気的に絶縁されている。
【００８０】
例えば、核形成パッド２０を含む材料は、元素周期表のＩＶ、ＶまたはＶＩ族の遷移金属、またはＩＶ、ＶまたはＶＩ族の遷移金属の窒化物、炭化物またはホウ化物、またはこれらの化合物の組合せであってもよい。
【００８１】
絶縁層２１は誘電体材料、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、またはダイヤモンドとすることができる。例えば、この絶縁層２１は、５ｎｍ〜８００ｎｍの間で構成される厚さを有する。
【００８２】
発光ダイオードＬＥＤｉの少なくとも１つの部分をそれと接触するように覆う上部導電性電極層１５は、有利にはそれによって覆われる発光ダイオードＬＥＤｉによって放射される光に対して少なくとも部分的に透明な材料内に形成されてもよい。発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉのレベルにおけるこの材料の選択は、異なるセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉによって放射される光の波長を考慮に入れることができる。
【００８３】
一般的に、上部導電性電極層１５は、発光ダイオードＬＥＤｉの活性層を偏光させ、発光ダイオードＬＥＤｉが発する電磁放射の少なくとも１つの部分を通過させるようになっている。例えば、この層１５の材料は、「酸化インジウムスズ」又は「ＩＴＯ」、アルミニウム、ガリウム又はインジウムをドープした酸化亜鉛、又はグラフェンである。例えば、上部導電性電極層１５は、５ｎｍ〜２００ｎｍからなる厚さを有する。
【００８４】
さらに、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉのレベルにおいて、第２の上部電極は上部導電性電極層１５の少なくとも一部を覆い、このセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉの周囲に配置された導電層２２を備えることが好ましい。この導電層２２は例えば、アルミニウム、銅、金、ルテニウム、または銀からなる金属層、または、例えば、チタン−アルミニウム、シリコン−アルミニウム、チタン−ニッケル−銀、銅、または亜鉛などの金属層の積層に対応することが好ましい。発光ダイオードＬＥＤｉの間にのみ存在するこのような導電層２２は、電流が流れるときの抵抗損失を低減することを可能にする。また、発光ダイオードＬＥＤｉが発光した光線を基板１１の方向に外部に向けて送り返す反射板の役割も果たす。
【００８５】
図１〜図７の３つの実施形態の各々において、各電子部品はその第１端子とは別個に絶縁された第２端子を含み、光電子装置１０は基板１１と交差し、複数組の発光ダイオードＬＥＤｉの電子部品の第２端子を、第１電極及び第２電極の間の他の１つ、すなわち、前述の第１導電手段に接続されていない電極に接続する第２導電性手段を含む。特に、第２の導電性手段は、基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉの外側で、基板１１の第２の面１３の上に少なくとも部分的に形成される。特に、第２導電手段は、基板１１の第１の面１２から第２の面１３に延びる、発光ダイオードのセットＤｉのすべてに関連する第１の部分１４ｉの外側に形成された導電性要素２４ｉを含んでもよい。導電性要素２４ｉは発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第１の導電手段が発光ダイオードＬＥＤｉの前記セットＤｉの第１の下部電極と接触している場合には発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの第２の上部電極に、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第１の導電手段が発光ダイオードの前記セットＤｉ（ＬＥＤｉ）の第２の上部電極と接触している場合には発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの第１の下部電極に電気的に接続される。
【００８６】
このような導電性要素２４ｉの存在は、基板１１の第２の面１３の側面に配置された適切な導電層３０を介して、電子部品の第２の端子を相互に接続することを可能にするのに有利である。さらに、各々が発光ダイオードＬＥＤｉの１つまたはいくつかのセットＤｉの第２の上部電極と接触するいくつかの導電性要素２４ｉの配置の場合、基板１１の第２の面１３の側面に配置されたコネクタによって、導電層３０を介して、これらの第２の上部電極を互いに接続し、導電性要素２４ｉを互いに接続することが可能である。このことは、光電子装置１０の全ての発光ダイオードＬＥＤｉに共通する第２の上部電極を製造する必要性を取り除くことを有利にすることができる。例えば、平面形状の発光ダイオードＬＥＤｉを仮定すると、それらの全てを不透明な金属アノードで覆わなければならないことを回避することが可能になる。逆に、平面発光ダイオードＬＥＤｉの周囲にそれぞれ配置され、第２の面１３の側の導電性要素２４ｉ及び導電層３０を介して互いに接続されたいくつかの部分に一つのアノードを設けることができる。
【００８７】
したがって、第２の導電手段は、導電性要素２４ｉおよび導電層３０の少なくとも１つの組合せによって構成されることを理解されたい。
【００８８】
図１及び図２の第１の実施形態では、導電性要素２４ｉの各々が、発光ダイオードＬＥＤｉが形成されている第１の部分１４ｉとは別個の基板１１の一部によって形成され、前述の電気絶縁要素１９によって区切られている。基板１１の導電性要素２４ｉは互いに電気的に絶縁されており、電気絶縁要素１９を構成するトレンチの適切な配置によって、基板１１の異なる第１の部分１４ｉに対して絶縁されている。発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第１の下部電極がこのセットＤｉの第１の導電手段と接しているこの第１の実施形態では、両方とも、具体的には先に説明したように、このセットＤｉの対応する第１の部分１４ｉによって構成されており、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第２の上部電極は対応する導電性要素２４ｉに電気的に接続されている。より具体的には、導電性要素２４ｉが絶縁層２１及び上部導電性電極層１５に形成された穴を介して導電層２２と接触している。図１において、導電性要素２４ｉと導電性である第１の部分１４ｉとの間の導電層３０を介した電気接触を回避するために、電気絶縁層３７が、電気絶縁要素１９を補完するものとして電気絶縁を確実にするように適切な方法で構成される。
【００８９】
図１および図２の実施形態とは異なり、図３〜図５および図６〜図７をそれぞれ参照する以下の２つの実施形態は、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉ毎に、第１の下部電極および第１の導電部が、基板１１自身以外の手段によって得られるようになっている。実際に、図３〜図７では、第１および第２の電極のうちの１つをこのセットＤｉの電子部品の第１の端子に接続する発光ダイオードＬＥＤｉの所与のセットＤｉの第１の導電手段が基板１１から電気的に絶縁され、第２の面１３から基板１１の第１の面１２まで延在し、第１の導電手段が接続される電極に電気的に接続される導電性ビア２５ｉを備える。
【００９０】
図３〜図７の２つの実施形態では図１および図２の実施形態とは対照的に、基板１１は絶縁材料内、または低濃度にドープされた半導体材料内に形成されることが有利であり、これは後者がトランジスタを含む場合に、特に、その中に導電チャンネルを有するトランジスタを製造するために、電子部品の形成をかなり容易にするという利点を有する。実際に、このようなトランジスタの製造は図１および図２の第１の実施形態の場合と同様に、導電性または高ドープの半導体基板１１によって非常に微細になるのであろう。
【００９１】
発光ダイオードＬＥＤｉが基板１１と直接電気的に接触している図１および図２の第１の実施形態とは異なり、図３〜図７の２つの実施形態のそれぞれは、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉについて、基板１１の第１の面１２の上に直接的または間接的に形成され、このセットＤｉのすべての発光ダイオードＬＥＤｉの第１のドープ部と接触している少なくとも１つの下部導電性電極層２６を備える第１の下部電極を提供する。
【００９２】
下部導電性電極層２６は連続しておらず、逆に、発光ダイオードＬＥＤｉの異なるセットＤｉの他の１つの下部電極の絶縁を互いに対して保証し、ビア２５ｉを介して電子部品１６ｉの第１端子への電極の電気的接続を可能にするパターンを有する。
【００９３】
図３及び図６に表わすように、電気絶縁層２７を基板１１と下部導電性電極層２６との間に介在させることができる。特に、電気絶縁層２７は、下部導電性電極層２６と同様の理由でパターンを有する。電気絶縁層２７は基板１１の第１の面１２の上に形成され、下部導電性電極層２６はここでは電気絶縁層２７の上に形成される。
【００９４】
例えば、各ビア２５ｉは、基板１１の厚さＥ全体にわたって形成され、その面１２、１３の両方に開口する貫通路の配置によって得られる。次いで、この貫通路は、例えば高度にドープされた多結晶シリコンのような適切な導電性材料で満たされる。おそらく、貫通路の壁はそれと交差する基板１１に対してビア２５ｉを電気的に絶縁するために、例えばシリコン酸化物のような絶縁材料で予めライニングされていてもよい。あるいは、基板１１を局所的に導電性にするイオン注入によってビア２５ｉを形成することも可能である。
【００９５】
好ましくは発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉのレベルにおいて、下部導電性電極層２６は発光ダイオードＬＥＤｉの半導体素子の前記材料上に成長するように構成された材料中に形成された核形成層または核形成層の積層を含む。
【００９６】
例えば、核形成層を構成する材料は、元素周期表のＩＶ、ＶまたはＶＩ族の遷移金属の窒化物、炭化物またはホウ化物、あるいはこれらの化合物の組合せであってもよい。例として、核形成層は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ホウ素、窒化ホウ素、チタン、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タンタル、ハフニウム、窒化ハフニウム、ニオブ、窒化ニオブ、ジルコニウム、ホウ化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化タンタルおよび炭化物、またはＭｇｘＮｙの形態の窒化マグネシウム（ここで、ｘは約３に等しく、ｙは約２に等しい）、例えば、Ｍｇ３Ｎ２の形態の窒化マグネシウムから作製され得る。核形成層は、成長することを意図した半導体素子と同じタイプの導電率でドープされてもよく、例えば１ｎｍ〜２００ｎｍからなる（好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍからなる）厚さを有する。核形成層は、合金によって、または上記のリストに記載された１つまたは複数の材料の積層によって構成されてもよい。
【００９７】
光電子装置１０はさらに、図３及び図６の各実施形態において、第一の下部電極と第二の上部電極とを互いに絶縁するために、下部導電性電極層２６の上に形成され、下部導電性電極層２６と上部導電性電極層１５との間に介在される絶縁層２８を含む。
【００９８】
絶縁層２８は、少なくとも１つの核形成層を覆う第１の中間絶縁層を含んでもよい。それは、ダイオードＬＥＤｉの第１のドープ部のエピタキシャル成長を可能にする成長マスクを、核形成表面に局所的に通じる開口を介して形成する。また、第１の下部電極と第２の上部電極との間の電気絶縁性の確保にも関与する。第１の中間絶縁層は、例えば酸化ケイ素（例えばＳｉＯ２）または窒化ケイ素（例えばＳｉ３Ｎ４またはＳｉＮ）、または酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム（例えばＡｌ２Ｏ３）または酸化ハフニウム（例えばＨｆＯ２）などの１つまたは複数の誘電体材料で作られる。第１の中間絶縁層の厚さは、５ｎｍ〜１μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜５００ｎｍ、例えば約１００ｎｍであってもよい。
【００９９】
絶縁層２８はさらに、第１の下部電極を覆い、第１の下部電極と第２の上部電極との間の電気絶縁の確保に参加する第２の中間絶縁層を含んでもよい。また、第１中間絶縁層によって形成された成長マスクを覆ってもよい。それは、シェル１８ｉに含まれる第２のドープされた部分の下部と接触することができる。第２の中間絶縁層は例えば、酸化シリコン（例えば、ＳｉＯ２）または窒化シリコン（例えば、Ｓｉ３Ｎ４またはＳｉＮ）、または酸窒化シリコン、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）または酸化ハフニウム（例えば、ＨｆＯ２）などの、成長マスクの誘電体材料と同一または異なる誘電体材料から作製されてもよい。第２の中間絶縁層の厚さは、５ｎｍ〜１μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜５００ｎｍ、例えば約１００ｎｍであってもよい。
【０１００】
図３〜図５に示される第２の実施形態を参照すると、発光ダイオードＬＥＤｉのすべてのセットＤｉの第２の上部電極は、互いに電気的に接続され、第２の導電手段を介して電子部品の第２の端子に接続されるために、導電性要素２４ｉの１つと電気的に接触する一方、発光ダイオードＬＥＤｉのすべてのセットＤｉのすべての第１の下部電極は互いに絶縁され、対応する第１の導電手段（すなわち、この例ではビア２５ｉ）を介して対応する電子部品の第１の端子とそれぞれ接触する。
【０１０１】
ダイオードが、コアがＮ型にドープされ、シェルがＰ型にドープされたコア−シェル型である場合には、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉは回路１６ｉの電子部品の第２端子に接続された共通のアノードを有し、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの個々のカソードは、回路１６ｉの電子部品の第１端子にそれぞれ接続される。逆に、ダイオードが、コアがＰ型にドープされ、シェルがＮ型にドープされたコア−シェル型である場合には、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉが回路１６ｉの電子部品の第２端子に接続された共通のカソードを有し、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの個々のアノードは回路１６ｉの電子部品の第１端子にそれぞれ接続される。
【０１０２】
図３の構成では、導電性要素２４ｉの各々がビア２５ｉと同様の方法で基板１１を貫通して形成されたビアによって形成される。導電性要素２４ｉは互いに電気的に絶縁されており、基板１１の異なる第１の部分１４’ｉに対して、また異なるビア２５ｉに対して絶縁されている。発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第１の下部電極がこのセットＤｉの第１の導電手段（すなわち、ここでは対応するビア２５ｉ）と接しているこの第２の実施形態では、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第２の上部電極が対応する導電性要素２４ｉに電気的に接続される。より具体的には導電性要素２４ｉが上部導電性電極層１５、絶縁層２８、下部導電性電極層２６及び電気絶縁層２７によって形成される積層体の厚さ全体に形成される穴を介して導電層２２と接触しており、この穴は基板１１の第１の面１２上に開口している。
【０１０３】
図３〜図５の第２の実施形態とは対照的に、図６および図７に表される第３の実施形態を参照すると、発光ダイオードＬＥＤｉのすべてのセットＤｉの第１の下部電極は、互いに電気的に接続され、第２の導電性手段を介して電子部品の第２の端子に接続されるために、導電性要素２４ｉの１つと電気的に接触する一方、発光ダイオードＬＥＤｉのすべてのセットＤｉのすべての第２の上部電極は互いに絶縁され、対応する第１の導電性手段（すなわち、この場合、ビア２５ｉ）を介して対応する電子部品の第１の端子とそれぞれ接触する。
【０１０４】
ダイオードが、コアがＮ型にドープされ、シェルがＰ型にドープされたコア−シェル型である場合には、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉは回路１６ｉの電子部品の第２端子に接続された共通のカソードを有し、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの個々のアノードは、回路１６ｉの電子部品の第１端子にそれぞれ接続される。逆に、ダイオードが、コアがＰ型にドープされ、シェルがＮ型にドープされたコア−シェル型である場合には、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉが回路１６ｉの電子部品の第２端子に接続された共通のアノードを有し、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの個々のカソードは回路１６ｉの電子部品の第１端子にそれぞれ接続される。
【０１０５】
図６の構成では、導電性要素２４ｉの各々がビア２４ｉと同じ方法で形成されたビアによって基板１１を介して形成される。基板１１の導電性要素２４ｉは互いに電気的に絶縁されており、基板１１の異なる第１の部分１４’ｉに対して、また異なるビア２５ｉに対して絶縁されている。発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第２の上部電極がこのセットＤｉの第１の導電手段（すなわち、この場合、対応するビア２５ｉ）に接するこの第３の実施形態では、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの第１の下部電極は、対応する導電性要素２４ｉに電気的に接続される。より具体的には導電性要素２４ｉが電気絶縁層２７の厚さと交差する穴を介して下部導電性電極層２６と接触し、この穴は基板１１の第１の面１２上に開口する。
【０１０６】
図４および図７は、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉについて、第２の面１３の側面に配置された電子部品の第１の端子と、第１の面１２の側面に配置された第１および第２の電極のうちの一方とを接続する第１の導電手段（ここではビア２５ｉ）が各副画素のコーナー部に配置されてもよいことを示す。対照的に、図５はこの第１の導電性手段（すなわち、この場合、ビア２５ｉ）が代替的に、それぞれの副画素の中心に配置され得ることを示す。より良い理解のために、図４及び図５に関する特別な特徴はそれらのそれぞれが、第２の上部電極の形成前、さらには絶縁層２８の形成前の状況を示す点にある。反対に、図７は第２の上部電極の形成後の状況を示しており、これらは、実際には発光ダイオードＬＥＤｉの異なるセットＤｉに共通するカソード（第１の下部電極によって構成される）であるため、別個となる。
【０１０７】
図８は基板１１が半導体又は電気的に絶縁性である特定の場合において、典型的には例えばケイ化チタン、ケイ化コバルト、ケイ化ニッケル、ケイ化白金、またはケイ化タングステンなどのケイ化物で作られ、ビア２５ｉをドレイン３３ｉに接続する接続部３５ｉの形成によって、後面１３に配置された電子部品を構成するトランジスタのビア２５ｉとドレイン３３ｉとの間の接続を達成することが可能な方法を詳細に示す。このトランジスタは基板１１の厚さＥ内に、発光ダイオードＬＥＤｉが配置される第１の面１２とは反対側の第２の面１３の側に、少なくとも部分的に、または好ましくは全体的に、第２の面１３の側の基板１１に形成されたボックス２３ｉ内に収容されることによって、非常に有利に含まれ、このボックス２３ｉは電子部品を形成するステップの実行を容易にするために、基板１１の外側に開口する。トランジスタはまた、ゲート３２ｉ、ソース３１ｉ、および絶縁ボックス３６ｉを備え、制御電子回路を構成する他の電子部品に接続されてもよい。絶縁ボックス３６ｉは、１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の間にドープされた材料によって形成される。ソース３１ｉとドレイン３３ｉも、典型的には１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の間にドープされている。前記トランジスタのドレイン３３ｉおよび絶縁ボックス３６ｉは、絶縁トレンチ３４ｉ（一般にＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）と呼ばれる）によってビア２５ｉから絶縁されてもよい。この場合、前記トランジスタのドレイン３３ｉとビア２５ｉとの間の電気的接続を可能にするように、ケイ化合物はＳＴＩを覆う。ゲート長は、許容可能な漏洩レベルに従って決定され得る。ゲート幅は、許容可能な電流に従って決定することができる。例えば、ゲート幅は３０ミクロンのステップを有する副画素に４０μＡの電流を流すように、１ミクロンよりも小さい。第２の面１３の側面上の個々の電子回路を封入することを意図した絶縁体の厚さは、許容可能なフィールド値に従って決定され得る。
【０１０８】
対照的に、基板１１が導電性である特定の場合において、図９は、接続部３５ｉと基板１１との間の接続再開要素３８ｉの存在を示す。
【０１０９】
好ましくは、光電子装置１０は、それらを保護するために、第２の上部電極の上に形成され、基板１１と反対側の発光ダイオードＬＥＤｉの全てを覆う封入層２９を含む。好ましくは、封入層２９が構造全体を覆うように形成される。封入層２９の材料は透明であってもよい。
【０１１０】
光電子装置１０は、封入層２９又は後者に配置された、表示されない１つ又は複数のカラーコンバータを含むことができる。発光ダイオードＬＥＤｉによって放射される光の色を変換するために、所与のカラーコンバータを、発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉの上方に垂直に配置してもよい。例えば、所与の副画素を構成する発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉは青色を本質的に発光するように構成された発光ダイオードＬＥＤｉを含み、このセットＤｉに関連する色変換器は次に、この青色を赤色に変換するか、または基板１１とは反対側の上面を通って光電子装置１０から発光されることを意図した緑色に変換することに役立つ。
【０１１１】
一般的に、光電子装置１０は互いに接続された別個の素子電子回路４０ｉを含む光電子回路４０を含み、各素子電子回路４０ｉは以下を含む：
発光ダイオードＬＥＤｉのセットＤｉのうちの１つと、
基板１１の第２の面１３の側面に配置され、発光ダイオードのこのセットの発光ダイオードＬＥＤｉの制御を確実にする制御電子回路１６ｉと、前記制御電子回路１６ｉの一体部分を形成する発光ダイオードのこのセットの電子部品。
【０１１２】
特に、発光ダイオードのセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉの制御電子回路１６ｉは、次の機能のうちの少なくとも１つを満たすように構成される：このセットの発光ダイオードの電源の制御、静電気放電に対するこのセットの発光ダイオードの保護、メモリ、このセットの発光ダイオードの温度の検出。各制御電子回路１６ｉの性質及び設計は、本文書に記載されている原則の適用分野に関して制限的ではない。
【０１１３】
例えば、電子部品は、ダイオード、ツェナーダイオード、アバランシェダイオード、バイポーラトランジスタ、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ、抵抗器、金属−酸化物−半導体コンデンサ、金属−絶縁体−金属コンデンサ、サイリスタ、バラクタ、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む群から選択される。
【０１１４】
光電子装置１０の厚さＥに沿ったバルクを低減するために、基板１１は好ましくは基板１１の各第１の部分１４ｉのレベルで、第２の面１３に形成された、基板１１の導電型と反対の導電型を有するボックス２３ｉを区切り、電子部品は基板１１と直接接触するように、このボックス２３ｉ内に形成される。「逆の導電型」によって、ボックス２３ｉは、基板１１の導電型に関して変更された導電型を有することを理解されたい。ボックス２３ｉ内に収容された電子部品は少なくとも部分的に、好ましくは全体的に、基板１１の厚さＥ内に収容される。一例において、ボックス２３ｉは基板１１の第２の面１３に形成されており、電子部品は基板１１の一部と一体の部分を形成するように、ボックス２３ｉの少なくとも一部に形成されている。
【０１１５】
関連分野で「ＴＦＴ」という名称で知られている薄膜トランジスタ、または「有機薄膜トランジスタ」を表す「ＯＴＦＴ」型の薄膜トランジスタからなる電子部品を提供することが可能である。ＯＴＦＴ型トランジスタの利点はサブミクロンのゲート長を有し、約１０ＭＨｚでのスイッチングを可能にするために、寄生容量が制限された非常に小さな画素の配置と両立することである。別の利点は、それらが非常に低い温度、典型的には約６０℃で製造され得ることである。追加の利点は、基板１１を電子回路支持体として使用する必要がないことである。
【０１１６】
図１０はリーダに対する全体的な理解を明確にするために、光電子回路４０の一例を概略的に示しており、特定の場合には、２つの別個の素電子回路４０１、４０２が互いに接続されている。素電子回路４０１は、発光ダイオードＬＥＤ１のセットＤ１と、発光ダイオードＬＥＤ１のこのセットＤ１の発光ダイオードＬＥＤ１の制御を保証する制御電子回路１６１とを備える。制御電子回路１６１は、制御電子回路１６１の一体部分をなす発光ダイオードＬＥＤ１の基板１１とこのセットＤ１の電子部品の第２の面１３の側面に配置されている。素電子回路４０２は、発光ダイオードＬＥＤ２のセットＤ２と、発光ダイオードＬＥＤ２のこのセットＤ２の発光ダイオードＬＥＤ２の制御を確実にする制御電子回路１６２とを含む。この制御電子回路１６２は発光ダイオードＬＥＤ２の基板１１及びこのセットＤ２の電子部品の第２の面１３の側面に配置されており、制御電子回路１６２の一体部分を形成している。第１の部分１４１、１４’１を介して形成されるセットＤ１（例えば、基板１１が導電性である場合には第１の部分１４１に、または基板１１が半導体または電気絶縁性である場合にはビア２５１に対応する）に関連する第１の導電手段は、ダイオードＬＥＤ１の第１および第２の電極のうちの１つを電子回路１６１の電子部品の第１の端子に電気的に接続することを保証する。導電性要素２４１と導電層３０との組合せにより構成される第２の導電手段は、ダイオードＬＥＤ１の第１及び第２の電極のうち他方の一方を電子回路１６１の電子部品の第２の端子に接続する。第１の部分１４２、１４’２を介して形成されるセットＤ２（例えば、基板１１が導電性である場合には第１の部分１４２に、または基板１１が半導体または電気絶縁性である場合にはビア２５２に対応する）に関連する第１の導電手段は、ダイオードＬＥＤ２の第１および第２の電極のうちの１つを電子回路１６２の電子部品の第１の端子に電気的に接続することを保証する。導電性要素２４１と導電層３０との組合せによって構成される第２の導電手段は、ダイオードＬＥＤ２の第１および第２の電極のうちの他方を電子回路１６２の電子部品の第２の端子に接続する。電子回路１６１、１６２の電子部品の第２の端子は、第２の導電手段を介して互いに接続されている。電子回路１６１、１６２は、パイロットユニット４１及び電源４２に接続されている。
【０１１７】
光電子装置１０を製造するための方法の一実施形態は、必ずしも連続的ではない以下のステップを含むことができる： 
(ａ)基板１１の厚さＥに沿って第１の面１２及び互いに反対側の第２の面１３を区切る基板１１を設けること；
(ｂ) 所与のセットＤｉの発光ダイオードＬＥＤｉが互いに電気的に関連付けられている発光ダイオードＬＥＤｉの複数のセットＤｉを形成し、ステップ（ｂ）の間に、発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉの形成して、基板１１の対応する第１の部分１４ｉ、１４’ｉの上の基板１１の第１の面１２の側面に複数の発光ダイオードＬＥＤｉを形成し、各発光ダイオードＬＥＤｉの形成は、第１のドープ部、活性部、および第２のドープ部を含む半導体素子を形成するステップを含む；
(ｃ)発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉに対して、このセットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの第１のドープされた部分と接触する第１の下部電極を形成する；
(ｄ)発光ダイオードＬＥＤｉの各セットＤｉに対して、このセットＤｉの全ての発光ダイオードＬＥＤｉの第２のドープ部と接触する第２の上部電極を形成し、第２の上部電極は第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各発光ダイオードＬＥＤｉと接触するように、このセットＤｉの各発光ダイオードＬＥＤｉの少なくとも一部を覆う上部導電性電極層１５を形成するステップを含む；
(ｅ)基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉにおける電子回路１６ｉの電子部品の形成、基板１１の第２の面１３の側面；
(ｆ)第１の部分１４ｉ、１４’ｉを介して形成され、ステップ（ｅ）で形成された電子部品の第１の端子を、ステップ（ｃ）で形成された第１の下部電極またはステップ（ｄ）で形成された第２の上部電極に電気的に接続することを可能にする第１の導電手段を供給し、ステップ（ｆ）は、発光ダイオードＬＥＤｉの所与のセットＤｉの第１の導電手段が発光ダイオードＬＥＤｉの他のセットＤｉの第１の導電手段から電気的に絶縁されるように実行される。
【０１１８】
先の説明から生じるように、図１および図２の第１の実施形態では、ステップ（ｆ）は、基板１１が導電性または高度にドープされた半導体であるステップ（ａ）と、発光ダイオードＬＥＤｉの第１のドープ部が基板１１の第１の面１２上に形成されるステップ（ｂ）と、基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉを対で画定する電気絶縁要素１９を形成するステップの実施との組合せからなることができる。
【０１１９】
特に、電気絶縁素子１９を形成するステップは各電気絶縁素子１９に対して、基板１１内の開口（例えば、前述のようなトレンチの形態）をエッチングするステップを含み得る。開口部は、任意の公知の技術、例えば反応性イオンエッチングによって形成することができる。開口部の深さは、厳密には後述する薄化ステップ（ｈ）後の基板１１の意図する厚さＥよりも大きい。その後、電気絶縁要素１９を形成するステップは、先にエッチングされた開口部を、電気絶縁性充填材料、例えば酸化物、特に酸化シリコン、又は絶縁性ポリマーで充填するステップを含むことができる。あるいは、各エッチングされた開口部の壁だけを絶縁層で覆うように設けることも可能であり、トレンチの残りはその後に半導体または導電性材料、例えば多結晶シリコンで充填される。
【０１２０】
さらに、前述のように電気絶縁要素１９を形成することによって、第２の部分２４ｉの形成を達成することが可能である。
【０１２１】
あるいは図３〜図５の第２実施形態では前述した説明から生じるように、ステップ（ｆ）はステップ（ｃ）で形成された第１下部分電極と接触するようにＬＥＤｉの第１ドープ部を形成したステップ（ｂ）と、ステップ（ｃ）で形成された第１下部分電極と接触するようにビア２５ｉを形成したステップ（ｃ）との組合せで構成してもよい。
【０１２２】
あるいは先の説明から生じるように、図６および図７の第３実施形態において、ステップ（ｆ）はステップ（ｄ）で形成された第２上部分電極と接触するように発光ダイオードＬＥＤｉの第２ドープ部を形成するステップ（ｂ）と、ステップ（ｄ）で形成された第２上部分電極と接触するビア２５ｉの形成ステップ（ｄ）との組合せで構成されていてもよい。
【０１２３】
ビア２５ｉを形成するステップは、当業者に知られている任意の技術に従って実行することができる。例えば、ビア２５ｉを形成するステップはビア２５ｉ毎に、基板１１に形成された貫通路を形成するステップを含む。この通路は、任意の公知の技術によって形成され得る。なお、通路の深さは、薄化ステップ（ｈ）後の基板１１の意図する厚さＥよりも厳密に大きい。その後、ビア２５ｉを形成するステップは、例えば高ドープの多結晶シリコンのような適切な導電性材料で通路を充填するステップを含むことができる。あるいは、これと交差している基板１１に対してビア２５ｉを電気的に絶縁するために、例えば酸化シリコンなどの絶縁材料であらかじめ通路の壁面を被覆するものを設けることができる。
【０１２４】
ステップ（ｆ）の実施のために、ビア２５ｉを形成するステップまたは電気絶縁要素１９を形成するステップはステップ（ｂ）の前に少なくとも部分的に、またはステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に少なくとも部分的に実行されてもよい。
【０１２５】
好ましくは、ステップ（ｅ）が特に、発光ダイオードＬＥＤｉの半導体素子の成長に関連する熱的制約のために、ステップ（ｂ）の少なくとも部分的に後に実施される。
【０１２６】
好ましくは、ステップ（ｅ）が第１および第２の電極を形成するステップが以前に形成された電子部品を劣化させることを回避するために、ステップ（ｃ）の後およびステップ（ｄ）の後に少なくとも部分的に実施される。
【０１２７】
先に示したように、ステップ（ａ）は、第１の面１２と反対側の基板１１の厚さを減少させることからなるステップ（ｈ）を含んでもよく、基板１１はこのステップ（ｈ）の後に、第１の面１２と反対側の第２の面１３を画定する。言い換えると、基板１１が実際に厚さＥを有するのは、ステップ（ｈ）の後である。ステップ（ｈ）が機械的及び／又は化学的プロセスと、それに続く可能性のある研磨とによって、任意の既知の技術に従って実行されてもよい。好ましくは、ステップ（ｈ）がステップ（ｅ）の後に実施される。
【０１２８】
ステップ（ｅ）は、第２の面１３にボックス２３ｉを形成するステップと、その後、前に形成されたボックス２３ｉに電子部品を形成するステップとを含むことができる。
【０１２９】
この方法は、発光ダイオードＬＥＤｉの少なくとも１つのセットＤｉの第二の上部電極を覆う少なくとも１つのカラーコンバータを形成するステップ（ｉ）を含むことができる。ステップ（ｉ）は、ステップ（ｈ）の前に少なくとも部分的に実行されてもよく、永久ＣＣＭの上部に基板の接合を可能にする。あるいは、ステップ（ｉ）が熱履歴（Thermal Budget）を増加させることができるように、ステップ（ｈ）の後に少なくとも部分的に実行されてもよい。
【０１３０】
好ましくは、基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉにおいて、基板１１の第２の面１３の側面に電子部品を形成するステップは前に形成された電子部品を劣化させる色変換器の形成を回避するために、ステップ（ｉ）の後に少なくとも部分的に実行される。
【０１３１】
第２の上部電極を覆う封入層２９を形成することからなる任意のステップ（ｇ）は、ステップ（ｅ）の前に少なくとも部分的に実行されることが好ましい。
【０１３２】
基板１１がモノリシックであり、電子回路１６ｉの電子部品の少なくとも１つの部分の形成において基材として働くように適合された少なくとも１つの半導体材料によって構成される好ましい例では、本方法が有利には基板１１の第１の部分１４ｉ、１４’ｉにおける基板１１の半導体材料から、基板１１の第２の面１３の側面に、電子回路１６ｉの前記電子部品の少なくとも１つの部分を形成するステップ（ｅ）のサブステップ（ｅ１）を含む。
【０１３３】
一例では、電子回路１６ｉの前記電子部品の少なくとも１つの部分が活性部である。
【０１３４】
この方法の一例では、第２の面１３がステップ（ｅ）において自由表面である。
【０１３５】
電子部品はいわゆる「コールド」プロセスによって形成されてもよく、すなわち、ステップ（ｅ）は６５０℃より低い温度で行われる。典型的には、ステップ（ｅ）に必要な操作が２５０℃〜６５０℃、典型的には約４５０℃の間に含まれる温度で実施されてもよく、ステップ（ｂ）で以前に形成された発光ダイオードＬＥＤｉの活性部を損傷することを回避する。電子部品はモノリシックＣＭＯＳ（「相補型金属酸化物半導体」を示す）技術から、あるいはＴＦＴ技術から、あるいはハイブリッドから想起されたプロセスによって形成することができる。電子部品はまた、ステップ（ｅ）に必要な操作がほぼ周囲温度、典型的には６０℃の範囲で実施され得るように、ＯＴＦＴ型であってもよい。
【図１】
2021512501.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月8日(2020.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１）の厚さ（Ｅ）に沿って互いに対向する第１の面（１２）および第２の面（１３）を区切るモノリシックな基板（１１）と、所与のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が互いに電気的に関連付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）とを含む光電子装置（１０）であって、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）は、
前記基板（１１）の第１の面（１２）の側面の側に、前記基板（１１）の対応する第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）の上に配置され、各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が第１のドープ部と、活性部と、第２のドープ部とを含む半導体素子を含む複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）と、
前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極と、
前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極であって、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各ダイオード（ＬＥＤｉ）と接触するように前記セット（Ｄｉ）の各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも一部を覆う上部導電性電極層（１５）を備える、第２の上部電極と、
前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側において、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ，１４’ｉ）に形成された電子回路（１６ｉ）の電子部品と、
前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）を介して形成され、前記電子部品の第１の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に電気的に接続し、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の第１の導電性要素であって、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の他方のセット（Ｄｉ）の第１の導電手段から電気的に絶縁されている第１の導電手段とを含み、
前記基板（１１）が、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように適合された少なくとも１つの半導体材料によって構成され、
前記少なくとも一部の前記電子部品は、前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側において、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）における前記基板（１１）の半導体材料から形成される光電子装置（１０）。
【請求項２】
前記基板（１１）は、前記基板（１１）の各第１の部分（１４ｉ、１４'ｉ）の前記レベルでボックス（２３ｉ）を区切り、
前記ボックス（２３ｉ）は、前記基板（１１）と反対の導電型を有し、基板（１１）の第２の面（１３）に形成されており、
前記電子部品は、前記基板（１１）と直接接続されるように、前記ボックス（２３ｉ）内に部分的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光電子装置（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも一部の前記電子部品は、活性部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電子装置（１０）。
【請求項４】
各電子部品が前記第１の端子とは別個の絶縁された第２の端子を備え、前記光電子装置（１０）において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）のセット（Ｄｉ）の前記電子部品の前記第２の端子を前記第１および第２の電極のうちの一方に接続する第２の導電手段（２４ｉ、３０）を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項５】
前記第２の導電手段（２４ｉ、３０）は、前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の全ての前記セット（Ｄｉ）に関連する前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）の外側において、前記第１の面（１２）から前記第２の面（１３）まで延在することによって前記基材（１１）を横切る導電性要素（２４ｉ）と、前記第２の面（１３）の側面の側に配置された導電層（３０）とを備えることを特徴とする請求項４に記載の光電子装置（１０）。
【請求項６】
前記光電子装置（１０）は互いに接続された別個の素子電子回路（４０ｉ）を含む光電子回路（４０）を備え、前記各素子電子回路（４０ｉ）は、一方において、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記セット（Ｄｉ）のうちの１つと、他方において、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の当該セット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の制御を確実にする制御電子回路（１６ｉ）とを備え、当該制御電子回路（１６ｉ）は前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側に配置され、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の当該セット（Ｄｉ）の前記電子部品は前記制御電子回路（１６ｉ）の一体部分を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電子装置。
【請求項７】
各セット（Ｄｉ）の前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記半導体素子が、ワイヤ状、円錐状または円錐台形状を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項８】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の前記レベルにおいて、前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ）が前記第１の下部電極および前記第１の導電手段を構成し、前記基板（１１）の前記第１の面（１２）が当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触し、前記電子部品の前記第２の面（１３）の前記レベルにおいて当該電子部品が前記基板（１１）と接触し、前記電子部品の前記第１の端子と当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部との間の電気的接続が前記第１の部分（１４ｉ）によって保証されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項９】
前記第１および第２の電極のうちの一方を前記セット（Ｄｉ）の前記電子部品の前記第１の端子に接続する発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段は、前記基板（１１）から電気的に絶縁され、前記基板（１１）において前記第２の面（１３）から前記第１の面（１２）まで延在し、前記第１の導電手段が接続される前記電極に電気的に接続される導電性ビア（２５ｉ）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電子装置（１０）。
【請求項１０】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）に対して、前記第１の下部電極は、前記基板（１１）の前記第１の面（１２）上に形成され、前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する少なくとも１つの下部導電性電極層（２６）を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光電子装置（１０）。
【請求項１１】
以下のステップを含む光電子装置（１０）の製造方法。
（ａ）基板（１１）の厚さ（Ｅ）に沿って互いに対向する第１の面（１２）および第２の面（１３）を区切るモノリシックな基板（１１）を提供する。
（ｂ）所与のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）が互いに関連付けられている複数のセット（Ｄｉ）の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）を形成し、ステップ（ｂ）の間に、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）の形成は複数の発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の形成を含み、基板（１１）の第１の面（１２）の側面の側において、基板（１１）の対応する第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）に、発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の形成は第１のドープ部、活性部、および第２のドープ部を含む半導体素子を形成するステップを含む。
（ｃ）発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）について、当該セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第１のドープ部と接触する第１の下部電極を形成する。
（ｄ）発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の各セット（Ｄｉ）について、前記セット（Ｄｉ）の全ての前記発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の前記第２のドープ部と接触する第２の上部電極を形成し、前記第２の上部電極は前記第１の下部電極に対して電気的に絶縁され、各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）と接触するように当該セット（Ｄｉ）の各発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも一部を覆う上部導電性電極層（１５）を形成するステップを含む。
（ｅ）前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）において、前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側に電子回路（１６ｉ）の電子部品を形成する。
（ｆ）前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）を介して形成され、ステップ（ｅ）で形成された前記電子部品の第１の端子を、ステップ（ｃ）で形成された前記第１の下部電極またはステップ（ｄ）で形成された前記第２の上部電極に電気的に接続するように構成された第１の導電手段を供給し、ステップ（ｆ）が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の所与のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段が発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の他のセット（Ｄｉ）の前記第１の導電手段から電気的に絶縁されるように実行される。
さらに、当該光電子装置（１０）の製造方法は、前記基板（１１）は、前記電子部品の少なくとも一部を形成するための基材として機能するように構成された少なくとも１つの半導体材料によって構成され、前記方法は前記基板（１１）の前記第１の部分（１４ｉ、１４’ｉ）における前記基板（１１）の半導体材料から、前記少なくとも一部の前記電子部品を前記基板（１１）の前記第２の面（１３）の側面の側に形成するステップ（ｅ）のサブステップ（ｅ１）を含む。
【請求項１２】
前記少なくとも一部の前記電子部品が活性部であることを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
ステップ（ａ）は前記第１の面（１２）と反対側の前記基板（１１）の前記厚さを減少させるステップ（ｈ）を含み、前記基板（１１）はステップ（ｈ）の後に、前記第１の面（１２）と反対側の第２の面（１３）を含み、ステップ（ｈ）はステップ（ｅ）の前に実施されることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
発光ダイオード（ＬＥＤｉ）の少なくとも１つのセットの前記第２の上部電極を覆う少なくとも１つのカラーコンバータを形成するステップ（ｉ）を含み、ステップ（ｉ）の後にステップ（ｅ）の少なくとも一部が実施されることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の面（１３）は、ステップ（ｅ）において自由表面であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに１項に記載の製造方法。
【国際調査報告】
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