韩国研究团队开发出同时提高Micro LED的电学与光学效率的技术

韩国研究财团10月14日宣布称，高丽大学Kim Taegeun教授带领的研究团队通过金属离子的电化学掺杂方式，开发出可提升Micro LED的光电效率的高效率透明电极。

MicroLED便于实现大尺寸化，寿命长，作为引领未来显示发展的新一代光学而受人关注。Micro  LED结构及金属纳米电流注入通道形成的模式图和实际图像  (韩国研究财团提供)

相比OLED，Micro LED可以制作的更薄，因为光源转换效率高，仅需使用OLED一半的电力，因为尺寸小可以实现高达几倍的分辨率。尤其是对于OLED来说最大的缺点——烧屏现象，在Micro LED上不会发生。但是，因为制造费用高，Micro LED在商用化上存在困难。因为在制造上存在一些难题，即使实现量产，价格也要比OLED高3~4倍。

为了实现高分辨率的Micro LED显示，需要在微小有限的像素面积上高效地注入电流，实现光提取的最大化。但是，目前为止进行的研究主要侧重于光源的结构性层面，主要关注提高光学特性而不是电特性。

研究团队确认到在透过度98%以上的非常高的带隙宽度（band-gap）的物质上，可以实现选择性的金属离子掺杂，在带隙宽度物质内部形成纳米级别的电流注入通道。通过这种方法可以保持高透过度，并成功实现了能够有效注入电流的新方式的透明电极。带隙宽度是电子所具备的能量的带域差异，这个带域的大小决定了电的传导性。

MicroLED与普通的大面积LED相比，被不透明的p-金属电极遮盖的面积比较多，活性层上面形成的光无法流向外部，被内部再吸收或发生光损失。

研究团队在可视光领域透过度非常高的氮化铝（AIN）物质内部形成以铟（In）和锡（Sn）金属为基础的电流通道，成功实现了在维持高透过度的情况下，能够有效进行电流注入的新一种方式的透明电极。

铟和锡氧化物制成的Micro LED元件性能比较

研究团队开发出的适用透明电极的Micro LED，相比目前使用的氧化铟锡（ITO）透明电极基础的Micro LED，电流密度提高了13%，光输出提高了5%。

Kim Taegeun教授称“开发出了将多种有机无机半导体可以作为高效率光学元件使用的通用化的电流注入技术”，并称“不仅能应用于氮化物半导体基础的发光元件，而且也能应用在太阳电池等多样化产业领域。”

本次研究在科学技术信息通信部·韩国研究财团基础研究产业（领军研究）的支持下进行。

研究成果刊登在10月4日的纳米及微米科学领域的国际学术期刊“Small”上。