[發明專利]發光二極管

有效

• 申請號: 201210122505.6
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN103378234A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 魏洋;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，尤其涉及一種具有石墨烯層的發光二極管。

背景技術

由氮化鎵半導體材料制成的高效藍光、綠光和白光發光二極管具有壽命長、節能、綠色環保等顯著特點，已被廣泛應用于大屏幕彩色顯示、汽車照明、交通信號、多媒體顯示和光通訊等領域，特別是在照明領域具有廣闊的發展潛力。

傳統的發光二極管通常包括N型半導體層、P型半導體層、設置在N型半導體層與P型半導體層之間的活性層、設置在P型半導體層上的P型電極(通常為透明電極)以及設置在N型半導體層上的N型電極。發光二極管處于工作狀態時，在P型半導體層與N型半導體層上分別施加正、負電壓，這樣，存在于P型半導體層中的空穴與存在于N型半導體層中的電子在活性層中發生復合而產生光子，且光子從發光二極管中射出。

然而，現有的發光二極管光取出效率(光取出效率通常指活性層中所產生的光波從發光二極管內部釋放出的效率)較低，其主要原因如下：其一，由于半導體的折射率大于空氣的折射率，來自活性層的光波在半導體與空氣的界面處發生全反射，從而大部分光波被限制在發光二極管的內部，直至被發光二極管內的材料完全吸收。其二，光取出效率低導致發光二極管內部產生大量的熱量，又因發光二極管的結構及材料的限制，使得發光二極管內部產生的熱量散發出去較困難，從而使得半導體材料的性能發生變化，降低了發光二極管的使用壽命，進而影響發光二極管的大規模應用。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一光取出效率較高且具有較長時用壽命的發光二極管。

一種發光二極管，其包括：一基底具有一表面；一有源層，該有源層包括依次層疊設置于該基底表面的一第一半導體層、一活性層以及一第二半導體層，且所述活性層設置于所述第一半導體層與所述第二半導體層之間；一第一電極，該第一電極與所述第二半導體層電連接；一第二電極，該第二電極與所述第一半導體層電連接；其中，進一步包括一圖案化的石墨烯層設置于所述第一半導體層或所述第二半導體層的表面或中間。

與現有技術相比較，本發明提供的發光二極管由于所述有源層包括一石墨烯層，使得活性層中產生的部分大角度光在傳播過程中的運動方向改變，從而可以提高所述發光二極管的光取出率。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例提供的發光二極管的制備方法流程圖。

圖2為本發明第一實施例中采用的包括多個微孔的石墨烯層的結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例中采用的包括多個條形間隙的石墨烯層的結構示意圖。

圖4為本發明第一實施例中采用的包括多個不同形狀開口的石墨烯層的結構示意圖。

圖5為本發明第一實施例中采用的包括多個間隔設置石墨烯條帶組成的圖案的石墨烯層的結構示意圖。

圖6為本發明實第一施例中采用的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖7為圖6中的碳納米管膜中的碳納米管片段的結構示意圖。

圖8為本發明第一實施例中采用的多層交叉設置的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖9為本發明第一實施例提供的發光二極管的制備方法制備的發光二極管的結構示意圖。

圖10為本發明第二實施例提供的發光二極管的制備方法流程圖。

圖11為本發明第二實施例提供的發光二極管的制備方法制備的發光二極管的立體結構示意圖。

圖12為圖11所示的發光二極管沿線XII-XII的剖面示意圖。

圖13為本發明第三實施例提供的發光二極管的制備方法流程圖。

圖14為本發明第三實施例提供的發光二極管的制備方法制備的發光二極管的結構示意圖。

圖15為本發明第四實施例提供的發光二極管的制備方法流程圖。

圖16為本發明第四實施例提供的發光二極管的制備方法制備的發光二極管的結構示意圖。

主要元件符號說明