[发明专利]一种透明电极结构的Micro-LED阵列及制备方法

说明书

本发明公开了一种透明电极结构的Micro‑LED阵列及制备方法，该结构主要包括发光像素单元、像素单元深隔离槽、衬底。发光像素单元包括：N型GaN、量子阱有源区、P型GaN、绝缘层、透明电极、N型金属电极、P型金属电极。本发明使用ITO作为透明电极，将其完全覆盖在P型GaN上，将P型金属电极制备在N型GaN上面的ITO上，正向电流通过P型金属电极流向ITO再导入到发光层，避免了由于Micro‑LED的P型金属电极面积占比大对发光效率的影响。由于ITO折射率处于空气与外延材料之间，可以提高出光角度，有助于光的逸出，增加了Micro‑LED阵列的光通量，并使其在相同电流下表现出更高的亮度。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种透明电极结构的Micro-LED阵列及制备方法。

背景技术

LED(Light emitting diode)作为发光器件，在生活中扮演着重要的角色。在照明领域，已经替代了白炽灯，节约了大量能源。在显示领域，如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)，微发光二极管(Micro-LED)显示技术等，为人们提供了优质的显示面板，尤其是近年来迅速发展的Micro-LED显示技术，作为一种独特的显示器，应用于智能眼镜，头戴式显示器(HMDs)和抬头显示器(HUDs)等领域，而受到业界内广泛关注。与传统的LCD和OLED相比，Micro LED具有低功耗，高亮度，短响应时间和使用寿命长等优点。

普通LED由于发光面积大，P型金属电极面积相比整个发光面积，比例较小。因此对出光的影响不大。但由于Micro-LED尺寸微小，P型金属电极面积占比大，因此P型金属电极的面积对Micro-LED出光有很大影响。ITO(Indium Tin Oxide)作为铟锡金属氧化物，具有良好的透明性，导电性，低电阻率和化学稳定性，还可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线，在众多可作为透明电极的材料中，ITO是被最广泛应用的一种。

因此，本发明在P型GaN上覆盖一层透明电极ITO，并将P型金属电极制备在位于N型GaN上的ITO上，从而提高发光效率和亮度。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种透明电极结构的Micro-LED阵列及制备方法，用以提高器件的发光效率和亮度。

本发明所提出的一种透明电极结构的Micro-LED阵列，包括发光阵列1和衬底2，发光阵列1包括多个发光二极管单元11，像素单元深隔离槽10。所述的发光像素单元11包含N型GaN 3，N型金属电极9，量子阱有源区4，P型GaN 5，P型金属电极8，透明电极ITO 6和绝缘层a 7和绝缘层b 13。

所述像素单元深隔离槽的尺寸在5μm到10μm之间，发光像素单元的尺寸在10μm到100μm之间。

本发明所提出的一种透明电极结构的Micro-LED阵列及制备方法，包括以下步骤：

S1.在衬底上依次生长N型GaN，量子阱有源区，P型GaN，得到外延材料；

S2.在外延材料上使用光刻胶做为掩膜，保护不需要被刻蚀的区域，通过干法刻蚀外延材料至N型GaN，形成台阶；

S3.使用光刻胶或者SiO₂作为掩膜，干法刻蚀外延材料至衬底，形成像素单元深隔离槽；

S4.在外延材料上制备一层绝缘层，然后旋涂光刻胶，曝光显影将需要腐蚀的区域光刻胶去掉，再通过湿法腐蚀将不需要的绝缘层腐蚀掉，留下绝缘层b；

S5.溅射透明电极ITO，然后旋涂光刻胶，曝光显影将需要腐蚀区域的光刻胶去掉，再通过湿法腐蚀将不需要的透明电极腐蚀掉；

S6.旋涂光刻胶，曝光显影将需要制备电极的区域光刻胶去掉，随后制备N型金属电极，将每个发光像素单元的N型金属电极互联；