韓國研究財團10月14日宣布稱，高麗大學Kim Taegeun教授帶領的研究團隊通過金屬離子的電化學摻雜方式，開發(fā)出可提升Micro LED的光電效率的高效率透明電極。

MicroLED便于實現(xiàn)大尺寸化，壽命長，作為引領未來顯示發(fā)展的新一代光學而受人關注。Micro LED結(jié)構(gòu)及金屬納米電流注入通道形成的模式圖和實際圖像 (韓國研究財團提供)

相比OLED，Micro LED可以制作的更薄，因為光源轉(zhuǎn)換效率高，僅需使用OLED一半的電力，因為尺寸小可以實現(xiàn)高達幾倍的分辨率。尤其是對于OLED來說最大的缺點——燒屏現(xiàn)象，在Micro LED上不會發(fā)生。但是，因為制造費用高，Micro LED在商用化上存在困難。因為在制造上存在一些難題，即使實現(xiàn)量產(chǎn)，價格也要比OLED高3~4倍。

為了實現(xiàn)高分辨率的Micro LED顯示，需要在微小有限的像素面積上高效地注入電流，實現(xiàn)光提取的最大化。但是，目前為止進行的研究主要側(cè)重于光源的結(jié)構(gòu)性層面，主要關注提高光學特性而不是電特性。

研究團隊確認到在透過度98%以上的非常高的帶隙寬度（band-gap）的物質(zhì)上，可以實現(xiàn)選擇性的金屬離子摻雜，在帶隙寬度物質(zhì)內(nèi)部形成納米級別的電流注入通道。通過這種方法可以保持高透過度，并成功實現(xiàn)了能夠有效注入電流的新方式的透明電極。帶隙寬度是電子所具備的能量的帶域差異，這個帶域的大小決定了電的傳導性。

MicroLED與普通的大面積LED相比，被不透明的p-金屬電極遮蓋的面積比較多，活性層上面形成的光無法流向外部，被內(nèi)部再吸收或發(fā)生光損失。

研究團隊在可視光領域透過度非常高的氮化鋁（AIN）物質(zhì)內(nèi)部形成以銦（In）和錫（Sn）金屬為基礎的電流通道，成功實現(xiàn)了在維持高透過度的情況下，能夠有效進行電流注入的新一種方式的透明電極。

銦和錫氧化物制成的Micro LED元件性能比較

研究團隊開發(fā)出的適用透明電極的Micro LED，相比目前使用的氧化銦錫（ITO）透明電極基礎的Micro LED，電流密度提高了13%，光輸出提高了5%。

Kim Taegeun教授稱“開發(fā)出了將多種有機無機半導體可以作為高效率光學元件使用的通用化的電流注入技術”，并稱“不僅能應用于氮化物半導體基礎的發(fā)光元件，而且也能應用在太陽電池等多樣化產(chǎn)業(yè)領域。”

本次研究在科學技術信息通信部·韓國研究財團基礎研究產(chǎn)業(yè)（領軍研究）的支持下進行。

研究成果刊登在10月4日的納米及微米科學領域的國際學術期刊“Small”上。