[发明专利]一种三极发光管外延结构及三极发光芯片

说明书

本发明涉及一种三极发光管外延结构及三极发光芯片，包括衬底、缓冲层和半导体层；所述半导体层包括依次堆叠的第一半导体层、第二半导体层、第三型半导体层、发光层、第四半导体层；还包括从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层引出的第二接触电极和从第四半导体层引出的透明第三接触电极。所述三极发光管工作时，在第一接触电极和第二接触电极之间施加一个小功率信号，在第一接触电极和第三接触电极之间施加一个同极性的固定大电压，可以是使得三极发光管芯片发光。本发明可以起到对输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动半导体发光，可以有效降低基于半导体发光显示装置的驱动电路设计复杂度，提高显示装置的集成度。

技术领域

本发明涉及显示发光器件设计领域，具体涉及一种三极发光管外延结构及三极发光芯片。

背景技术

发光二极管（LED）作为第四代光源具有寿命长、体积小、低功耗、高亮度、响应速度快等诸多优点。近年来LED在生活中的应用也越来越广泛，在显示方面的优势尤为突出。由其衍生的微发光二极管（μLED）具备以上所有优点并拥有超高清晰度、高色彩饱和度、更快的、更长的使用寿命和更高的工作效率等优点，因此LED的研究目前仍然是一大热点。

当下市面上的LED无论是垂直结构还是倒装结构，基本都是两电极驱动，即只存在两接触电极作用于LED两端。而这种驱动方式虽然较为通用，但是控制芯片输出的小功率信号往往不能直接驱动LED，中间需要进行功率放大。这些功率放大电路将显著提高驱动电路的设计复杂度。特别是对于μLED，复杂的驱动电路不利于高集成度系统的构建。为了解决以上问题，提升LED产业效率，开发、设计新型的LED成为迫切的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种种三极发光管（LET）外延结构及三极发光管（LET）芯片，该三极发光管（LET）可以起到对输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动LED，可以有效降低LED显示装置特别是μLED显示装置的驱动电路设计复杂度，提高LED显示装置的集成度，有望增强μLED的市场竞争力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三极发光管外延结构，包括从下到上依次设置的衬底、缓冲层和半导体层；所述半导体层包括依次堆叠的第一半导体层、第二半导体层、第三型半导体层、发光层、第四半导体层；所述缓冲层紧邻第一半导体层或第四半导体层。

进一步的，所述的第一半导体层为N型半导体层、第二半导体层为P型半导体层、第三型半导体层为N型半导体层、第四半导体层为P型半导体层；或者第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三型半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层。

进一步的，所述的第一、第三、第四半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe无机半导体材料，CuPc、Alq3有机半导体材料；所述的第二半导体层的主体材料包括但不限于三维材料GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe，二维材料石墨烯、黑磷、MoS2、CNT，有机半导体材料CuPc、Alq3。

进一步的，所述发光层包括不限于多量子阱有源层及用以提高载流子复合效率的功能层，具有发光功能的有机薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层，具有发光功能的纳米材料薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层。

进一步的，所述衬底材料包括但不限于蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe。

进一步的，所述第一半导体层掺杂浓度比所述第二半导体层的掺杂浓度高1至5个数量级。

进一步的，所述第二半导体层的厚度为0.0005μm至2μm。

进一步的，所述第一半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第三半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第四半导体层的厚度为10nm至2000nm。