包括发光二极管的具有改进的光提取的光电器件的制作方法

本专利申请要求法国专利申请fr18/71254的优先权，其应被视为本公开的一体部分。

本公开总体上涉及基于半导体材料的光电器件及其制造的方法。本发明更具体地涉及包括由三维元件，特别是半导体微米线或纳米线形成的发光二极管的光电器件。

背景技术：

包括发光二极管的光电器件可以被理解为适于实现将电信号转换成电磁辐射的器件，并且特别是专用于发射电磁辐射(特别是光)的器件。适于实现发光二极管的三维元件的示例是包含基于化合物的半导体材料的微米线或纳米线，该化合物主要包含来自第iii族的至少一种元素和来自第v族的一个元素(例如氮化镓gan)，在下文中称为iii-v族化合物。

光电器件的光提取效率(lightextractionefficiency，lee)通常由从光电器件逸出的光子数与由发光二极管发射的光子数之比来定义。期望的是光电器件的提取效率尽可能高。

现有光电器件的缺点是每个发光二极管内发射的光子的一部分没有从发光二极管中逸出。

技术实现要素：

因此，实施例的一个目的是至少部分地解决前面内容中描述的包括发光二极管、特别是包括微米线或纳米线的光电器件以及用于其制造的方法的缺点。

实施例的另外的目的是提高光电器件的提取效率。

实施例的另外的目的是减少没有从每个发光二极管逸出的光的比例。

实施例的另外的目的是减少由发光二极管发射的、被相邻发光二极管吸收/捕获的光的比例。

实施例提供了一种光电器件，包括：

-支撑件，该支撑件包括面；

-发光二极管，这些发光二极管位于所述面上并且包括呈线、锥体或截锥体形式的半导体元件；

-对于每一个发光二极管或对于发光二极管的每一个群组，封装块对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的并覆盖发光二极管或发光二极管的群组，封装块的最大厚度在1μm和30μm之间，在覆盖相邻发光二极管或发光二极管的相邻群组的封装块之间存在空气空隙；以及

-导电层，该导电层覆盖封装块并与每个发光二极管接触，

其中覆盖发光二极管中的至少一个或发光二极管的群组中的一个的封装块的折射率在1.3和1.6之间。

另外的实施例提供了一种光电器件，包括：

-支撑件，该支撑件包括面；

-发光二极管，这些发光二极管位于所述面上并且包括呈线、锥体或截锥体形式的半导体元件；

-对于每一个发光二极管或发光二极管的每一个群组，封装块对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的并覆盖发光二极管或发光二极管的群组，封装块的最大厚度在1μm和30μm之间，在覆盖相邻二极管或发光二极管的相邻群组的封装块之间存在空气空隙；以及

-导电层，该导电层覆盖封装块并与每个发光二极管接触，

其中对于封装块中的至少一个，光电器件包括保形介电层，该保形介电层覆盖封装块、对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的，封装块的折射率在1.8和2.2之间，介电层的厚度包括在200nm和5μm之间，并且介电层的折射率在1.3和1.6之间。

根据实施例，介电层被放置在导电层和封装块之间，或者导电层被放置在介电层和封装块之间。

根据实施例，每个半导体元件是iii-v族化合物。

根据实施例，每个半导体元件包括氮化镓。

根据实施例，每个半导体元件的平均直径在200nm和2μm之间，并且每个封装块的平均直径在3μm和30μm之间。

根据实施例，对于至少一个发光二极管，该器件还包括覆盖封装块的光致发光层。

根据实施例，该器件包括覆盖封装块的透镜，透镜之间存在空气空隙。

根据实施例，该器件还包括覆盖透镜的角度滤光器。

根据实施例，角度滤光器包括对可见光是至少部分不透明的并且由开口穿过的层。

另外的实施例提供了一种用于制造光电器件的方法，该光电器件包括：支撑件，该支撑件包括面；以及发光二极管，这些发光二极管位于所述面上并且包括呈线、锥体或截锥体形式的半导体元件。该方法包括：为每一个发光二极管或发光二极管的每一个群组形成封装块，该封装块对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的并覆盖发光二极管或发光二极管的群组，封装块的最大厚度在1μm和30μm之间，在覆盖相邻发光二极管或发光二极管的相邻群组的封装块之间存在空气空隙；以及形成导电层，该导电层覆盖封装块并与每个发光二极管接触，其中覆盖发光二极管中的至少一个或发光二极管的群组中的一个的封装块的折射率在1.3和1.6之间。

另外的实施例提供了一种用于制造光电器件的方法，该光电器件包括：支撑件，该支撑件包括面；以及发光二极管，这些发光二极管位于所述面上并且包括呈线、锥体或截锥体形式的半导体元件，该方法包括：为每一个发光二极管或发光二极管的每一个群组形成封装块，该封装块对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的并覆盖发光二极管或发光二极管的群组，封装块的最大厚度在1μm和30μm之间，在覆盖相邻发光二极管或发光二极管的相邻群组的封装块之间存在空气空隙；以及形成导电层，该导电层覆盖封装块并与每个发光二极管接触。对于封装块中的至少一个，光电器件包括保形介电层，该保形介电层覆盖封装块、并且对由发光二极管发射的辐射是至少部分透明的，封装块的折射率在1.8和2.2之间，介电层的厚度在200nm和5μm之间，并且介电层的折射率在1.3和1.6之间。

根据实施例，该方法包括形成覆盖封装块的透镜。

根据实施例，该方法包括形成包括透镜的整体式结构，每个透镜包括狭槽；以及包括将整体式结构固定到支撑件，封装块插入到狭槽中。

附图说明

前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中参照附图进行详细描述，在附图中：

图1示出了包括微米线或纳米线的光电器件的实施例；

图2示出了图1中示出的光电器件的光提取效率作为器件的元件的折射率的函数的变化曲线；

图3示出了包括微米线或纳米线的光电器件的另外的实施例；

图4示出了图3中示出的光电器件的光提取效率作为光致发光层的厚度的函数的变化曲线；

图5示出了包括微米线或纳米线的光电器件的另外的实施例；

图6示出了包括微米线或纳米线的光电器件的另外的实施例；

图7示出了对于不同的透镜厚度，根据给定方向由图6中示出的光电器件发射的光强度作为给定方向相对于器件的前部面的倾斜度的函数的变化曲线；

图8示出了由图6中示出的光电器件在发射锥中发射的光功率作为透镜的厚度的函数的变化曲线，该发射锥相对于顶点处的半角为20°；

图9示出了包括微米线或纳米线的光电器件的另外的实施例；

图10示出了包括微米线或纳米线的光电器件的另外的实施例；

图11描绘了用于制造图5中示出的光电器件的方法的实施例的步骤；

图12描绘了制造方法的后续步骤；

图13描绘了制造方法的后续步骤；

图14描绘了制造方法的后续步骤；

图15描绘了制造方法的后续步骤；

图16描绘了制造方法的后续步骤；

图17描绘了制造方法的后续步骤；

图18描绘了制造方法的后续步骤；

图19描绘了制造方法的后续步骤；

图20描绘了制造方法的后续步骤；

图21描绘了用于制造类似于图9中示出的器件的光电器件的方法的实施例的步骤；

图22描绘了制造方法的后续步骤；

图23描绘了用于制造图1中示出的光电器件的方法的实施例的步骤；

图24描绘了制造方法的后续步骤；以及

图25描绘了制造方法的后续步骤。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，各种实施例之间共同的结构和/或功能特征可以具有相同的参考，并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解本文描述的实施例有用的操作和元素。特别地，偏置光电器件的发光二极管的装置是众所周知的，并且没有进行描述。

在以下公开内容中，除非另有说明，否则当提及绝对位置限定符(诸如术语“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”、“左部”、“右部”等)或提及相对位置限定符(诸如术语“上方”、“下方”、“更高”、“更低”等)、或提及方向限定符(诸如“水平”、“竖直”等)，参考图中示出的方向或处于正常使用位置的光电器件。此外，“主要由材料构成的组分”或“基于材料的化合物”应被理解为是指化合物包括所述材料的的比例大于或等于95％，这个比例优选地大于99％。除非另有说明，否则表述“大约”、“近似”、“基本上”和“在……的量级”表示在10％以内，优选地在5％以内。在以下公开内容中，“导电层”被理解为是指电传导层，以及“隔离层”被理解为是指电隔离层。

本公开涉及包括三维元件(例如呈线、锥或截锥形式(特别是微米线或纳米线)的元件)的光电器件。

术语“微米线”或“纳米线”指代在优先方向上具有伸长的形式的三维结构，该三维结构的至少两个维度(称为次维度)在5nm和2.5μm之间，优选在50nm和2.5μm之间，第三维度(称为主维度)至少等于次维度的一倍，优选地至少5倍，甚至更优选地至少10倍。在某些实施例中，次维度可以小于或等于大约1.5μm，优选地在100nm和1.5μm之间，更优选地在100nm和800nm之间。在某些实施例中，每个微米线或纳米线的高度可以大于或等于500nm，优选地在1μm和50μm之间。

在以下公开内容中，术语“线”用于表示“微米线或纳米线”。优选地，在垂直于线的优先方向的平面内横切横截面的重心的线的中线基本上是直线，并且在下文中被称为线的“轴线”。

图1是包括发光二极管的光电器件5的实施例的局部示意性剖视图，示出了单独的发光二极管。

图1示出了这样的结构，该结构从底部向上包括：

-导电支撑件10，该导电支撑件包括下部面11和上部面12，上部面12优选至少在发光二极管处是平坦的；

–发光二极管del，在图1中以示意方式示出了单独的发光二极管，每个发光二极管del包括线16，该线包括侧壁18、下端壁19和上端壁20，每个发光二极管del还包括外壳22，该外壳包括半导体层的堆叠，该半导体层的堆叠至少部分地覆盖侧壁18并完全覆盖下端壁19；

-对于每个发光二极管del，导电层24，该导电层形成第一电极、覆盖外壳22并与外壳22接触，导电层24还被放置在外壳22的覆盖线16的下端壁19的部分和支撑件10之间，并与支撑件10接触；

-对于每个发光二极管del，隔离封装块25，该隔离封装块位于支撑件10上、完全包围发光二极管del并沿着发光二极管del的整个侧壁与第一电极24接触，封装块25包括上部面26和侧壁27；

-隔离层14，该隔离层围绕封装块25在支撑件10的面12上延伸；

-对于每个发光二极管del，隔离层28在封装块25的上部面26上和线16的上端壁20的一部分上延伸，线16包括在上壁20处延伸穿过隔离层28的突起29；

-导电层30，该导电层形成第二电极，对于每个发光二极管，该导电层在相关联的封装块25的侧壁27上、相关联的隔离层28上以及封装块25之间的隔离层14上延伸并与每个发光二极管del的突起29接触；以及

-隔离层32，该隔离层覆盖导电层30，并且特别是覆盖封装块25的上部面26的全部和封装块25的侧壁27的全部。

根据另外的实施例，不存在隔离层32。根据另外的实施例，隔离层32被放置在导电层30和封装块25之间。

在本实施例中，发光二极管del并联连接并形成一组发光二极管。作为变型，电极24和30可以被布置成以便以不同的方式连接发光二极管。

根据实施例，隔离层32与空气34接触。光电器件5的前部面36是由观察者看到的面，并且特别地包括当层32不存在时封装块25的暴露于空气34的面，或者当层32存在时层32的暴露于空气34的面。特别地，空气空隙37被放置在每对相邻的发光二极管之间。

根据实施例，对于由发光二极管del发射的辐射的波长，构成封装块25的材料具有严格低于构成线16的材料的折射率并且严格大于构成隔离层32的材料的折射率的光学折射率(也称为折射率)。光学折射率是表征介质的光学特性(特别是吸收和扩散)的无量纲数。折射率等于复折射率的实部。折射率可以通过例如椭圆偏振术来确定。除非另有说明，否则当下面的公开内容涉及折射率时，这是针对由发光二极管del发射的辐射的波长的折射率。根据实施例，构成隔离层32的材料具有严格低于构成封装块25的材料的折射率并且严格大于空气的折射率的光学折射率。

支撑件10可以对应于整体式结构或者包括由导电层覆盖的基部。上部面12是导电的，并且例如是金属，例如由铝、由银、由铜或由锌制成。支撑件10可以包括彼此电绝缘的各种导电区域。通过这种方式，可以独立地寻址各个发光二极管。根据实施例，面12可以是反射性的。支撑件10因此可以具有镜面反射。根据另外的实施例，支撑件10因此可以具有朗伯反射。为了获得具有朗伯反射的表面，一种可能性是在导电表面上创建不规则性。例如，当面12对应于导电层的位于基部上的面时，可以在沉积金属层之前实现基底表面的纹理化，使得金属层的面12一旦沉积就展现出浮雕。

线16至少部分地由至少一种半导体材料形成。线16可以至少部分地由主要包含iii-v族化合物，例如iii-n化合物的半导体材料形成。来自第iii族的元素的示例包括镓(ga)、铟(in)或铝(al)。iii-n化合物的示例有gan、aln、inn、ingan、algan或alingan。还可以使用来自第v族的另外的元素，例如磷或砷。一般而言，iii-v族化合物中的元素可以以各种摩尔分数结合。线16可以包括掺杂剂。例如，对于iii-v族化合物，掺杂剂可以选自包括来自第ii族的p型掺杂剂(例如镁(mg)、锌(zn)、镉(cd)或汞(hg))、来自第iv族的p型掺杂剂(例如碳(c))或来自第iv族的n型掺杂剂(例如硅(si)、锗(ge)、硒(se)、硫(s)、铽(tb)或锡(sn))的组。

线16的横截面可以具有各种形状，例如椭圆形、圆形或多边形形状，特别是三角形、矩形、正方形或六边形。因此，可以理解的是，当在此提及线的横截面或沉积在这个线上的层的“直径”时，这是与这个横截面中的所期望的结构的表面积相关联的变量，例如，对应于具有与线的横截面相同表面积的盘的直径。每条线16的高度可以在250nm和50μm之间。每条线16可以具有沿着基本垂直于面12的轴线伸长的半导体结构。每条线16可以具有大致圆柱形的形状。两条相邻线16的轴线可以相距0.5μm至10μm，并且优选地相距1.5μm至6μm。例如，线16可以规则地分布，特别地根据六边形或正方形阵列分布。

外壳22可以包括多个层的堆叠，该多个层的堆叠特别地包括：

-活性层，该活性层至少部分覆盖相关联的线16的侧壁18和整个下壁19；

-中间层，该中间层具有与覆盖活性层的线16的导电类型相反的导电类型；以及

-耦合层，该耦合层覆盖中间层并被电极24覆盖。

活性层是由发光二极管del提供的大部分辐射从其发射的层。根据示例，活性层可以包括限制性装置，诸如单个量子阱或多个量子阱。例如，它由厚度分别为5至20nm(例如8nm)和1至10nm(例如2.5nm)的gan和ingan的层交替构成。gan层可以被掺杂，例如n型或p型掺杂。根据另外的示例，活性层可以包括单独的ingan层，例如具有大于10nm的厚度。

例如p型掺杂的中间层可以对应于半导体层或半导体层的堆叠，并且允许形成p-n或pin结，活性层包括在p-n或pin结的p型中间层和n型线16之间。耦合层可以对应于半导体层或半导体层的堆叠，并且允许在中间层和电极24之间形成欧姆接触。例如，耦合层可以以与线16的类型相反的类型非常重地掺杂，直到一个或多个半导体层的劣化，例如以大于或等于10²⁰个原子/cm³的浓度进行p型掺杂。半导体层的堆叠可以包括用于阻挡电子的层(该层由三元合金形成，例如由与活性层和中间层接触的铝氮化镓(algan)或铝氮化铟(alinn)制成)，以便确保电载流子在活性层中的良好分布。

每个电极24、30适于偏置发光二极管del的活性层，并允许由发光二极管del发射的电磁辐射通过。形成每个电极24、30的材料可以是导电且透明的材料，例如氧化铟锡(或ito)、纯氧化锌、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌、石墨烯或银纳米线。例如，每个电极层24、30具有在5nm和200nm之间的厚度，优选地在30nm和100nm之间的厚度。

每个隔离层14、28和32可以由介电材料制成，例如由氧化硅(sio2)、由氮化硅(sixny，其中x约等于3，并且y约等于4，例如si3n4)、由氮氧化硅(特别是具有通式sioxny，例如si2on2)、由氧化铝(al2o3)、由氧化铪(hfo2)或由金刚石制成。例如，每个隔离层14和28的厚度在5nm和500nm之间，例如等于大约30nm。而且，层32可以由有机材料(例如有机聚合物)制成，或者由无机聚合物(例如硅)制成。例如，当隔离层32存在时，其厚度在200nm和5μm之间，例如等于大约1μm。

封装块25可以由对由发光二极管del发射的辐射至少部分透明的有机材料或无机材料制成。垂直于面12测量的封装块25的最大厚度优选地在1μm和30μm之间。封装块25的宽度可以对应于在俯视图中包围封装块的圆的直径。根据实施例，封装块25的宽度在3μm和30μm之间。根据实施例，上部面26是平坦的并且平行于面12。根据实施例，侧壁18垂直于面12。作为变型，侧壁18可以相对于面12倾斜。

封装块25可以由至少部分透明的有机材料实现。封装块25可以包括至少部分透明的有机或无机材料的基质，其中可能分布介电材料的颗粒。构成颗粒的介电材料的折射率严格高于构成基质的材料的折射率。根据实例，封装块25包括由硅树脂(也称为聚硅氧烷)制成的基质，或者由环氧化物聚合物制成的基质，并且还包括分布在基质中的介电材料的颗粒。这些颗粒由任何类型的材料构成，利用这些材料可以获得相对球形的纳米颗粒并具有合适的折射率。例如，颗粒可以由氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、硫化锌(zns)、硫化铅(pbs)或非晶硅(si)构成。所谓颗粒的平均直径是具有相同体积的球体的直径。介电材料的颗粒的平均直径在2nm和250nm之间。颗粒相对于封装层34的总重量的浓度(按体积计)在1％和50％之间。根据另外的示例，封装块25可以由前面内容中关于隔离层14、28和32描述的材料中的一个构成。

当层32不存在时，封装块具有在1.3和1.6之间的折射率。当层32存在时，封装块25具有在1.8和2.2之间的折射率，隔离层32具有在1.3和1.6之间的折射率。

根据前面内容中描述的实施例的光电器件有利地使得可以提高光电器件5的总提取效率，即通过前部面36从光电器件5逸出的效率。为了被观看光电器件5的观察者感知，光必须经由前部面36离开封装块25。为了提高光电器件5的提取效率，可以对前部面36进行表面处理(称为纹理化)，以便在面36上形成浮雕图案。

对图1中示出的光电器件5进行模拟。对于这些模拟，被电极30覆盖的封装块25具有5μm的外直径，支撑件10由铝制成，电极24由tco制成，电极30由tco制成，线16和外壳22由gan制成，具有5μm的高度和1.25μm的外直径。当层32存在时，其折射率被选择为等于1.45。

图2示出了图1中示出的光电器件5的光提取效率lee作为封装块25的折射率n的函数的变化曲线。由菱形表示的模拟是在没有层32的情况下获得的，同时考虑到由铝制成的支撑件10形成具有镜面反射的镜。由圆指示的模拟是在没有层32的情况下获得的，同时考虑到支撑件10具有朗伯反射。由正方形指示的模拟是在层32存在的情况下获得的，同时考虑到由铝制成的支撑件10形成具有镜面反射的镜。由三角形指示的模拟是在层32存在的情况下获得的，同时考虑到支撑件10具有朗伯反射。

图3是包括微米线或纳米线的光电器件40的另外的实施例的局部示意性截面图。光电器件40包括图1中示出的光电器件5的元件的全部，并且至少对于某些发光二极管del，还包括覆盖封装块25的光致发光层42。光致发光层42还可以起到前面内容中描述的层32的作用。光致发光层42的折射率的范围因此与前面内容中针对层32描述的相同。光电器件40还可以包括覆盖光致发光层42的透明层43和覆盖层43的滤光器44，该滤光器被配置为阻挡给定波长范围内的辐射的透射。滤光器44可以对应于有色层或对应于形成布拉格滤光器的具有不同折射率的层的堆叠。光致发光层42可以是共形层。通过滤光器44，可以调节从光致发光层42逸出的辐射的波长范围。层43具有尽可能接近1(优选低于层42的折射率，优选低于1.5)的折射率，以便减少或消除从光致发光层42逸出的光线在滤光器44上的反射。层43例如由mgf2、由聚合物(例如丙烯酸酯)实现，或者对应于空气膜。

光致发光层42可以包括发光体，当这些发光体被相关联的发光二极管del发射的光激发时，这些发光体适于以不同于由相关联的发光二极管del发射的光的波长的波长发射光。光致发光层42的厚度可以在4μm和40μm之间。

根据实施例，光致发光层42包括至少一种光致发光材料的颗粒。光致发光材料的示例是由三价铈离子激活的钇铝石榴石(yag)，也称为yag：ce或yag：ce3+。经典光致发光材料的颗粒平均尺寸通常大于5μm。

根据实施例，每个光致发光层42包括基质，在该基质中分散了半导体材料纳米单晶颗粒(在下文中也称为半导体纳米晶体或纳米发光体颗粒)。光致发光材料的内部量子效率qyint等于所发射的光子数与由光致发光物质吸收的光子数之比。半导体纳米晶体的内部量子效率qyint高于5％，优选地高于10％，更优选地高于20％。

根据实施例，纳米晶体的平均尺寸在0.5nm至1000nm的范围内，优选地从0.5nm至500nm，甚至更优选地从1nm至100nm，特别地从2nm至30nm。对于小于50nm的尺寸，半导体纳米晶体的光转换性质基本上取决于量子限制现象。因此，半导体纳米晶体对应于量子点(在三维限制的情况下)或对应于量子阱(在二维上的限制的情况下)。

根据实施例，半导体纳米晶体的半导体材料选自包括硒化镉(cdse)、磷化铟(inp)、硫化镉(cds)、硫化锌(zns)、硒化锌(znse)、碲化镉(cdte)、碲化锌(znte)、氧化镉(cdo)、氧化锌镉(zncdo)、硫化锌镉(cdzns)、硒化锌镉(cdznse)、硫化银铟(agins2)、pbscx3型钙钛矿(其中x是卤素原子，特别是碘(i)、溴(br)或氯(cl))或者这些化合物中的至少两个的混合物的组。根据实施例，半导体纳米晶体的半导体材料选自blevenec和al的、physicastatussolidi(rrl)-rapidresearchletters，第8卷，第4期，第349-352页，2014年4月的出版物中引用的材料。

根据实施例，根据由半导体纳米晶体发射的辐射的期望波长来选择半导体纳米晶体的尺寸。例如，其平均尺寸在3.6nm量级的cdse纳米晶体适于将蓝光转换成红光，并且其平均尺寸在1.3nm量级的cdse纳米晶体适于将蓝光转换成绿光。根据另外实施例，根据由半导体纳米晶体发射的辐射的期望波长来选择半导体纳米晶体的组分。

基质由对由发光二极管del发射的辐射和对由光致发光颗粒发射的辐射至少部分透明的材料制成。基质例如由二氧化硅制成。基质例如由任何至少部分透明的聚合物制成，特别是由硅树脂、由环氧树脂或由聚乳酸(pla)制成。基质可以由与三维打印机一起使用的至少部分透明的聚合物制成，诸如pla。根据实施例，基质按重量计包含2％至90％，优选地10％至60％的纳米晶体，例如按重量计约30％。基质还可以包含具有例如在100nm和300nm之间的直径的散射颗粒，特别是tio2颗粒。

利用前面内容中描述的用于获得图2中示出的曲线的模拟参数对图3中示出的光电器件40进行模拟。

图4示出了图3中示出的光电器件40的像素光学效率poe作为光致发光层42的厚度e42的函数的变化曲线。像素光学效率对应于朝向自由空间发射的光功率(包括转换损耗)和由发光二极管生成的光功率之间的比率。当支撑件10对应于发光二极管之间的不透明且无光泽的材料时，即具有基本朗伯反射的材料时，获得由菱形指示的模拟。当支撑件10对应于发光二极管之间的镜，即具有基本上镜面反射时，获得由圆指示的模拟。当层43的折射率等于1.5时，获得由空心圆或菱形指示的曲线，当层43的折射率等于1时，获得由实心圆或菱形指示的曲线。隔离层43的折射率越接近1，像素光学效率poe增加得越多。进一步看来，当光致发光层42的厚度增加时，层43的折射率方面的变化对poe的贡献减小。进一步看来，对于大于约15μm的光致发光层42的厚度，光致发光层42的厚度方面的变化对poe几乎没有影响。

图5是包括微米线或纳米线的光电器件50的另外的实施例的局部示意性截面图。光电器件50包括图3中示出的光电器件40的元件的全部，不同之处在于，对于每个发光二极管del，器件50还包括被放置在发光二极管del和支撑件10之间的导电垫52，隔离层14覆盖导电垫52的侧向边缘，外壳22和电极30不覆盖线16的下端壁19，但是覆盖线16的上端壁20，隔离层28被放置在导电垫52和电极层30之间，并且突起29将线16连接到导电垫52。

图6是包括微米线或纳米线的光电器件55的另外的实施例的局部示意性截面图。光电器件55包括图1中示出的光电器件5的元件的全部，并且对于每个发光二极管del，还包括完全覆盖封装块25的透镜56。特别地，透镜56覆盖封装块25的上部面和封装块25的侧壁。根据实施例，透镜56包括与空气34接触的外表面58，该外表面在包含线16的轴线的横截面中至少部分地基本上具有抛物线的形式。空气空隙37存在于并被放置在覆盖一对相邻发光二极管中的发光二极管del的两个透镜56之间。

透镜56可以由有机或无机材料(特别是前面内容中描述的材料)实现，以便形成封装块25和/或光致发光层42的基质。利用透镜56，可以改善由光电器件55发射的光的方向性。透镜56的厚度zmax对应于电极层30和面58之间的最大距离。透镜56的宽度ymax对应于平行于支撑件10的面12测量的透镜56的最大距离。根据实施例，厚度zmax在8μm和50μm之间。根据实施例，宽度ymax在8μm和50μm之间。优选地，透镜56的折射率在1.4和1.5之间。

根据实施例，支撑件10对由发光二极管del发射的辐射是反射性的，并且透镜56的侧壁(在透镜56的下部部分上)被对由发光二极管del发射的辐射是反射性的层包围。

利用前面内容中描述的用于获得图2中示出的曲线的模拟参数对图6中示出的光电器件55进行模拟。透镜56由折射率等于1.45的材料实现。对于模拟，透镜56的最大宽度ymax等于透镜56的最大厚度zmax。

图7示出了当透镜56具有分别等于6μm、12μm和18μm的最大厚度zmax时，根据给定方向由图6中示出的光电器件55发射的辐射的能量强度作为所述方向相对于支撑件10的上部面12的倾斜(角度)的函数的变化曲线c1、c2和c3。如图7显而易见的那样，当透镜56的最大厚度zmax增加时，低入射下的能量强度(即对于以基本正交于支撑件10的面12的方式逸出的辐射)增加。

图8示出了由图6中示出的光电器件55在发射锥中发射的光功率p作为透镜56的最大厚度zmax的函数的变化曲线，该发射锥具有垂直于支撑件10的面12的周向并且其在顶点处的半角为20°。由黑色实心大圆指示的模拟是利用透镜56获得的，该透镜的外表面58对应于抛物面。作为比较，由空的大圆圈指示的两个模拟是利用金字塔形状的透镜获得的。如图8显而易见的那样，当透镜56的最大厚度zmax增加时，发射锥中的光功率增加。作为比较，由小的空的圆示出的直线p1示出了在没有透镜56的情况下在前面内容中定义的发射锥中发射的光功率p，并且由小的实心圆示出的直线p2示出了在前面内容中定义的发射锥中由朗伯发射器发射的光功率p。

图9是包括微米线或纳米线的光电器件60的另外的实施例的局部示意性截面图。光电器件60包括图3中示出的光电器件40的元件的全部，并且还包括图6中示出的光电器件55的透镜56。在本实施例中，透镜56完全覆盖封装块25，光致发光层42被放置在封装块25和透镜56之间。

图10是包括微米线或纳米线的光电器件65的另外的实施例的局部示意性截面图。光电器件65包括图6中示出的光电器件55的元件的全部，示出了三个发光二极管del，并且还包括覆盖发光二极管del的角度滤光器66。角度滤光器66被配置成阻挡由发光二极管del发射的光线和光电器件65外部的其入射相对于参考方向(例如正交于支撑件10的面12的方向)在第一入射范围内的环境光的光线，并且允许其方向在不同于第一入射范围的至少第二入射范围内的光线通过。在本实施例中，角度滤光器66包括对可见光不透明的层68，优选地吸收可见光并包括通孔69。根据参考方向，通孔69可以被形成为与发光二极管del竖直对准。

优选地，每个发光二极管del覆盖有透镜56，如图10所示。角度滤光器66通过未示出的间隔件与支撑件10保持隔开，空气膜34存在于角度滤光器66和透镜56之间。由于从透镜56逸出的辐射的相当大一部分具有相对于参考方向的较低的入射，这个辐射的主要部分通过角度滤光器66而没有被阻挡。相反地，由环境光引起的辐射的主要部分被角度滤光器66阻挡。这允许减少环境光在光电器件65的反射元件(例如金属迹线)上的不期望的反射。而且，这允许提高光电器件65的对比度。

图11至图20是在用于制造图5中示出的光电器件50的方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部示意性截面图。该方法包括以下步骤：

1)形成发光二极管del(图11)。发光二极管del可以形成在衬底70上，该衬底由成核层72(也称为结晶生长层)和由电隔离层74覆盖，该电隔离层覆盖成核层72并包括通孔76，该通孔在发光二极管del的期望形成位点处暴露成核层72的部分。结晶生长层72是刺激线的生长的层。结晶生长层72、线16、外壳22和电极层30可以通过化学气相沉积(chemicalvapourdeposition，cvd)或金属有机化学气相沉积(metal-organicchemicalvapourdeposition，mocvd)(也称为金属有机气相外延(metal-organicvapourphaseepitaxy，movpe))的方法沉积。然而，可以使用诸如分子束外延(molecular-beamepitaxy，mbe)、气源mbe(gassourcembe，gsmbe)、有机金属mbe(organometallicmbe，mombe)、等离子体辅助mbe(plasma-assistedmbe，pambe)、原子层外延(atomiclayerepitaxy，ale)、氢化物气相外延(hydridevapourphaseepitaxy，hvpe)的方法或原子层沉积的方法(atomiclayerdeposition，ald)。而且，可以使用诸如蒸发或反应溅射的方法。专利us9537044中描述了用于制造发光二极管的更详细的方法。构成封装块25的材料层78沉积在整个结构上，例如通过旋转沉积法、通过喷射印刷法或通过丝网印刷法。当封装层78是氧化物时，它可以通过cvd来沉积。电极层30的各部分暴露在封装层78的表面处。

2)将在前一步骤中获得的结构固定到手柄79上，移除衬底70和成核层72，并在隔离层74的侧部上部分切除所获得的结构，以便界定封装块25和隔离层28(图12)。固定到手柄79可以通过分子结合或者通过使用中间结合材料来实现。移除衬底70可以通过化学机械平坦化(chemical-mechanicalplanarization，cmp)来实现。允许界定封装块25和隔离层28的切口可以通过蚀刻或锯切来实现。

3)将在前一步骤中获得的结构的发光二极管固定到支撑件10上(图13)。该固定可以通过“倒装芯片”型的耦合来实现。根据另外的实施例，可以通过发光二极管到设置在支撑件10上的导电垫52的直接结合(也称为分子结合)来实现固定。如图13所示，只有图12中示出的结构的某些发光二极管被固定到支撑件10上。图14示出了当全部发光二极管固定在支撑件10上的期望位置处时获得的结果。

4)形成隔离层14(图15)。这可以通过在图14中示出的整个结构上共形沉积隔离层并移除这个共形层的部分以便形成隔离层14来实现。

5)形成电极层30，例如通过保形沉积(图16)。

6)发光二极管del的可能形成不包括覆盖电极层30的层32的光致发光层42(图17)。

7)为其它发光二极管del形成光致发光层42(图18)，例如通过在期望的位点处直接印刷构成光致发光层42的材料，例如通过喷墨印刷、通过气溶胶印刷、微压印、光刻、丝网印刷、苯胺印刷、喷涂或液滴沉积。

8)例如通过保形沉积形成隔离层43(图19)。

9)形成滤光器44(图20)。

在光电器件包括覆盖发光二极管的透镜56的情况下，透镜56可以通过在发光二极管上沉积构成透镜的材料层并蚀刻这个层或形成这个层以获得透镜56来形成。

图21和图22是在用于制造对应于图9中示出的光电器件60的变型的光电器件的方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部示意性剖视图。在本实施例中，透镜56预先与包括发光二极管的结构分离地形成。在图21中，透镜56形成整体式结构82，例如通过模制获得。每个透镜56包括旨在用于容纳发光二极管del的狭槽84。滤光器44可以形成在某些狭槽中。整体式结构82然后被固定到支撑件10(图22)，例如通过使用结合材料86。在本实施例中，狭槽84的尺寸大于发光二极管del的尺寸，使得当整体式结构82固定到支撑件10时，在每个透镜56和形成前面内容中描述的层43的光致发光层42之间保持有空气空隙。

图23至图25是在用于制造图1中示出的光电器件5的方法的实施例的连续步骤中获得的结构的局部示意性截面图。该方法包括以下步骤：

1)'以类似于在前面内容中在步骤1)中关于图11所描述的方式形成发光二极管del。

2)'在隔离层74的侧部上切出所获得的结构，以便界定封装块25、隔离层28和成核层72的各部分88(图23)。切割可以通过蚀刻或锯切来实现。

3)'将在前一步骤中获得的结构的发光二极管固定到支撑件10上(图24)。该固定可以如前面内容中步骤3)中关于图13描述那样来实现。

4)'选择性地释放固定到支撑件10上的发光二极管del的衬底70，并移除成核层的各部分80。

该方法的后续步骤可以对应于前面内容中关于图14至图22描述的步骤。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。特别地，图5中示出的光电器件50的发光二极管del的结构可以利用图1中示出的光电器件5、图6中示出的光电器件55、图9中示出的光电器件60和图10中示出的光电器件65实施。而且，尽管在先前公开的实施例中，每个封装块25被示为覆盖单个发光二极管del，但是清楚的是，每个封装块25可以覆盖发光二极管的群组，例如从2至100个发光二极管。封装块可以沿着发光二极管的整个侧壁18覆盖该群组中的每个发光二极管。

最后，基于上文提供的功能描述，本文描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。