[實用新型]一種透明導電層和發光二極管

有效

• 申請號: 201220338044.1
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN202736965U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 皮智華;張建寶;劉榕;周武
• 申請（專利權）人: 華燦光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/42
• 分類號: H01L33/42
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術領域

本實用新型涉及半導體發光器件技術領域，特別涉及一種透明導電層和發光二極管。

背景技術

透明導電層既具有高電導率，又具有可見光特定波段的高透過率，是LED（Light?Emitting?Diode，發光二極管）等元件的重要組成部分。目前，廣泛采用的用作透明導電層的材料是ITO（Indium?Tin?Oxides，氧化銦錫），但是銦成本高、資源有限，已經無法滿足LED行業的快速發展要求。因此研究人員試圖尋找其他材料來代替ITO作為透明導電層材料。

目前已有的透明導電層材料包括石墨烯和CNT（Carbon?Nanotube，碳納米管）。其中，石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構材料，其在碳原子層的二維方向具有高電導率。碳納米管則是由單層或多層碳原子層卷曲形成的同軸狀結構，其具有軸向的高電導率和熱導率，且其長徑比（指對于柱形物體，其長度與直徑的比值）高，具有很好的柔性。

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

如果在P-GaN（P-Gallium?Nitride，P型氮化鎵）層上生長石墨烯作為透明導電層，由于石墨烯受力或受熱時容易發生彎曲，所以在LED制作及后續使用過程中，LED發出的熱量或受到的封裝壓力會很容易導致石墨烯與P-GaN層分離，造成透明導電層功能失效；如果在P-GaN層上生長碳納米管陣列作為透明導電層，由于CNT非軸向的原子之間沒有化學鍵，電導率遠遠低于軸向，導致電極上的電流較難通過CNT非軸向進行傳導，使得LED發光不均勻，從而影響LED的發光效率。

實用新型內容

為了解決現有技術中ITO資源短缺、石墨烯單獨作為透明導電層會導致透明導電層容易失效以及碳納米管作為透明導電層時非軸向電導率低等問題，本實用新型實施例提供了一種透明導電層和發光二極管。所述技術方案如下：

一方面，本實用新型實施例提供了一種透明導電層，所述透明導電層包括：用于覆蓋在P-GaN層上的碳納米管層和覆蓋在所述碳納米管層上的石墨烯層。

其中，所述碳納米管層為垂直于所述P-GaN層的碳納米管陣列。

其中，所述石墨烯層為平行于所述P-GaN層的石墨烯單層。

另一方面，本實用新型實施例還提供了一種發光二極管，包括外延片、透明導電層和電極；所述外延片包括襯底、以及依次覆蓋在所述襯底上N-GaN（N-Gallium?Nitride，N型氮化鎵）層、MQWs（Multiple?Quantum?Wells，多量子阱）、P-GaN層；所述電極包括N電極和P電極；所述透明導電層包括覆蓋在所述P-GaN層上的碳納米管層和覆蓋在所述碳納米管層上的石墨烯層，所述P電極設于所述石墨烯層上。

其中，所述碳納米管層為垂直于所述P-GaN層的碳納米管陣列。

其中，所述石墨烯層為平行于所述P-GaN層的石墨烯單層。

本實用新型提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過采用具有良好柔性和導電性能的碳納米管層以及在二維方向具有極高電導率的石墨烯層的復合層作為透明導電層，使得透明導電層不僅能在各個方向上都具有很高的電導率，而且同時具有很好的柔性和導熱性能，從而使得包含這種透明導電層的LED性能得到顯著改善。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例1提供的透明導電層結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例2提供的LED的結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的組件列表如下：

1襯底，2N-GaN層，3MQWs，4P-GaN層，5透明導電層，6N電極，7P電極，101碳納米管層，102石墨烯層。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

本實用新型實施例提供了一種透明導電層，參見圖1，該透明導電層包括：用于覆蓋在P-GaN層上的碳納米管層101和覆蓋在碳納米管層101上的石墨烯層102。

進一步地，碳納米管層101為垂直于P-GaN層的碳納米管陣列；石墨烯層102為平行于P-GaN層的石墨烯單層。