Neue Forschungsergebnisse eines Teams der Universität Wuhan: Effizienz roter Mini-LEDs um 30 % gesteigert

Kürzlich entwickelte das Team um Zhou Shengjun an der Wuhan-Universität eine neue intrinsische Stromsperrschicht mit Schottky-Kontakt (SCBL), die die Stromdiffusion in der aktiven Zone verstärkt und die Lichtausbeute von AlGaInP-Rotlichtzellen verbessert. Mini-LED(LEE).

Das obige Diagramm zeigt (a) die Gerätestruktur und (b) den Herstellungsprozess basierend auf der vertikalen Rotlichtstruktur von AlGaInP. Mini-LED mit SCBL. (c) SCBL und (d) AlGinP-basierte vertikale Rotlichtstruktur Mini-LED-Draufsicht optischMikroskopBilder.

Forschungsleiter Shengjun Zhou erklärte, dass das Team die Schottky-Kontakteigenschaften zwischen Indiumzinnoxid (ITO) und p-GaP sowie die ohmschen Kontakteigenschaften zwischen ITO und p-GaP+ zur Konstruktion der SCBL nutzte, was mit der Transferlängenmethode demonstriert wurde.

Zhou Shengjun erklärte, dass SCBL die Stromdichte um die p-Elektrode effektiv reduzieren und eine gleichmäßige Stromverteilung fördern kann, wodurch die Lichtausbeute von roten AlGaInP-Mini-LEDs verbessert wird. Dank der verbesserten Stromverteilung und Lichtausbeute weisen Mini-LEDs mit SCBL eine gleichmäßigere Lichtstärkeverteilung, eine höhere optische Ausgangsleistung und eine höhere externe Quanteneffizienz (EQE) auf.

AlGaInP-rote Mini-LEDs finden breite Anwendung als wichtiger Bestandteil von Vollfarb-LEDs. Anzeigen aufgrund seiner hohen Helligkeit, des geringen Energieverbrauchs und der langen Lebensdauer.

Die Stromdichte um die p-Elektrode führt jedoch zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung in der aktiven Zone. Da zudem die meisten in der aktiven Zone erzeugten Photonen von der undurchsichtigen Metallelektrode p absorbiert oder reflektiert werden, ist die Lichtausbeute (LEE) der auf AlgainP basierenden Mini-LED gering.

Um dieses Problem zu lösen, führten die Forscher SCBL ein, um die Stromverteilung und Lichtauskopplung von AlgainP-basierten Mini-LEDs zu verbessern. Durch die Verwendung von Schottky-Kontakten zwischen ITO und P-Spalt verhindert SCBL eine Stromkonzentration um die p-Elektrode. Der Strom wird über die P-Spalt-Schicht mit ohmscher Kontaktierung in die aktive Zone geleitet, um die Absorption und Reflexion von Licht durch die opake Metall-p-Elektrode zu vermeiden.

Die Ergebnisse zeigten, dass die externe Quanteneffizienz (EQE) einer AlGaInP-basierten Mini-LED durch den Einsatz von SCBL bei einem Strom von 20 mA im Vergleich zu einer AlGaInP-basierten Mini-LED ohne SCBL um bis zu 31,8 % gesteigert werden kann. Daher ist zu erwarten, dass die SCBL-Technologie zukünftig in der Massenproduktion effizienter roter AlGaInP-basierter Mini-LEDs Anwendung finden wird.

Erwähnenswert ist, dass das Team um Zhou Shengjun von der Universität Wuhan ebenfalls eine Reihe neuer Forschungsergebnisse im Bereich LEDs veröffentlicht hat. So führte das Team beispielsweise im Bereich der Tief-Ultraviolett-LEDs einen Algan-basierten ultradünnen Tunnelübergang (26 nm) ein, wodurch die elektrooptische Umwandlungseffizienz der Tief-Ultraviolett-LED um 5,5 % gesteigert werden konnte.

Im Bereich der Mini-LEDs verbesserte das Team die Leistung blauer und grüner Flip-Mini-LED-Chips durch den Einsatz eines Vollwinkel-DBR (Distributed Bragg Reflector). Bei einem Injektionsstrom von 10 mA erhöhte sich die optische Ausgangsleistung der auf ITO/DBR basierenden blauen und grünen Mini-LEDs um etwa 7,7 % bzw. 7,3 %.