韓國研究團隊開發(fā)出同時提高Micro LED的電學與光學效率的技術(shù)

韓國研究財團10月14日宣布稱，高麗大學Kim Taegeun教授帶領(lǐng)的研究團隊通過金屬離子的電化學摻雜方式，開發(fā)出可提升Micro LED的光電效率的高效率透明電極。

MicroLED便于實現(xiàn)大尺寸化，壽命長，作為引領(lǐng)未來顯示發(fā)展的新一代光學而受人關(guān)注。Micro LED結(jié)構(gòu)及金屬納米電流注入通道形成的模式圖和實際圖像 (韓國研究財團提供)

相比OLED，Micro LED可以制作的更薄，因為光源轉(zhuǎn)換效率高，僅需使用OLED一半的電力，因為尺寸小可以實現(xiàn)高達幾倍的分辨率。尤其是對于OLED來說最大的缺點——燒屏現(xiàn)象，在Micro LED上不會發(fā)生。但是，因為制造費用高，Micro LED在商用化上存在困難。因為在制造上存在一些難題，即使實現(xiàn)量產(chǎn)，價格也要比OLED高3~4倍。

為了實現(xiàn)高分辨率的Micro LED顯示，需要在微小有限的像素面積上高效地注入電流，實現(xiàn)光提取的最大化。但是，目前為止進行的研究主要側(cè)重于光源的結(jié)構(gòu)性層面，主要關(guān)注提高光學特性而不是電特性。

研究團隊確認到在透過度98%以上的非常高的帶隙寬度（band-gap）的物質(zhì)上，可以實現(xiàn)選擇性的金屬離子摻雜，在帶隙寬度物質(zhì)內(nèi)部形成納米級別的電流注入通道。通過這種方法可以保持高透過度，并成功實現(xiàn)了能夠有效注入電流的新方式的透明電極。帶隙寬度是電子所具備的能量的帶域差異，這個帶域的大小決定了電的傳導(dǎo)性。

MicroLED與普通的大面積LED相比，被不透明的p-金屬電極遮蓋的面積比較多，活性層上面形成的光無法流向外部，被內(nèi)部再吸收或發(fā)生光損失。

研究團隊在可視光領(lǐng)域透過度非常高的氮化鋁（AIN）物質(zhì)內(nèi)部形成以銦（In）和錫（Sn）金屬為基礎(chǔ)的電流通道，成功實現(xiàn)了在維持高透過度的情況下，能夠有效進行電流注入的新一種方式的透明電極。

銦和錫氧化物制成的Micro LED元件性能比較

研究團隊開發(fā)出的適用透明電極的Micro LED，相比目前使用的氧化銦錫（ITO）透明電極基礎(chǔ)的Micro LED，電流密度提高了13%，光輸出提高了5%。

Kim Taegeun教授稱“開發(fā)出了將多種有機無機半導(dǎo)體可以作為高效率光學元件使用的通用化的電流注入技術(shù)”，并稱“不僅能應(yīng)用于氮化物半導(dǎo)體基礎(chǔ)的發(fā)光元件，而且也能應(yīng)用在太陽電池等多樣化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?！?/p>

本次研究在科學技術(shù)信息通信部·韓國研究財團基礎(chǔ)研究產(chǎn)業(yè)（領(lǐng)軍研究）的支持下進行。

研究成果刊登在10月4日的納米及微米科學領(lǐng)域的國際學術(shù)期刊“Small”上。