CN106098885B - 一种量子点白光发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种量子点白光发光二极管，包括衬底、N‑GaN层、有源层和P‑GaN层、N电极、P电极和透明电接触层，衬底上依次设置N‑GaN层、有源层、P‑GaN层和透明电接触层，N‑GaN层和P‑GaN层分别与N电极和P电极连接，透明电接触层内具有导电颗粒以及红光、黄光和绿光量子点。本发明将具有红光、黄光、绿光的量子点及导电颗粒的透明电接触层置于P型层之上，形成能够产生多波长荧光的透明电接触层，透明电接触层由氮化镓基发光二极管本身发出的蓝光激发后，实现单颗芯片的白光发光。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，特别涉及一种量子点白光发光二极管。
背景技术
现有的照明用LED（发光二极管）中，通常采用的是氮化镓基LED。氮化镓基LED发出的光仅是单色的蓝光，需要在封装的时候掺入荧光粉，荧光粉受蓝光激发后发出的光和LED的蓝光混合，才能形成白光。
现有技术中荧光粉必须均匀地涂覆在芯片表面，否则会出现光色不均匀的光斑现象，而且荧光粉转换的白光LED灯具光源在照明领域内显色性不足。
量子点发光材料具有色纯度高、发光颜色多样等优点，多种量子点混合使用可以实现高显色性。
常规量子点LED，如中国专利CN201080029667.4所述，与常规的GaN基LED的工艺制程完全不同，如何在常规GaN基LED中引入量子点，形成单芯片白光发光，依然是亟需技术人员解决的问题，目前仅中国专利CN201210459155.2将量子点置于电流扩展层（ITO）之下的技术方案。
鉴于此，本发明人为此研制出一种量子点白光发光二极管，可以简化工艺步骤，令电流扩展层和量子点层同时形成为一层，同时导电材料范围更宽，不局限于ITO等透明材料，本案由此产生。
发明内容
本发明提供的一种量子点白光发光二极管，将具有红光、黄光、绿光的量子点及导电颗粒的透明电接触层置于P型层之上，形成能够产生多波长荧光的透明电接触层，实现单颗芯片的白光发光。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种量子点白光发光二极管，包括衬底、N-GaN层、有源层和P-GaN层、N电极、P电极和透明电接触层，衬底上依次设置N-GaN层、有源层、P-GaN层和透明电接触层，N-GaN层和P-GaN层分别与N电极和P电极连接，透明电接触层内具有导电颗粒以及红光、黄光和绿光量子点。
所述导电颗粒为ITO粉末、ZnO粉末或金属纳米颗粒，其尺寸小于100nm。
所述透明电接触层为由均匀混合溶于环氧树脂溶液中的量子点和导电颗粒通过旋涂或滴注方法分布于P-GaN层上而形成。
所述环氧树脂溶液中，导电颗粒所占体积百分比为50-80%。
所述透明电接触层的厚度范围为10nm-1μm。
所述量子点为Ⅱ-Ⅵ族和/或Ⅲ-Ⅴ族元素中半导体化合物中的一种或二种以上混合而成。
所述Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、 HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、 HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe。
所述Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物为GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs或InAlPAs。
所述量子点的尺寸小于10nm。
采用上述方案后，本发明通过将具有红光、黄光、绿光的量子点及导电颗粒的透明电接触层置于P型层之上，形成能够产生多波长荧光的透明电接触层，通过氮化镓基发光二极管本身发出的蓝光激发发光混合后，形成白光，从而实现单颗芯片的白光发光。
附图说明
图1是实施例的俯视图；
图2是图1A-A向的剖视图。
标号说明
衬底101，N-GaN层102，有源层103，P-GaN层104，N电极105，P电极106，透明电接触层107。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-2所示的是本发明揭示的一种量子点白光发光二极管，衬底101上依次设置N-GaN层102、有源层103、P-GaN层104和透明电接触层107，N-GaN层102和P-GaN层104分别与N电极105和P电极106连接，
该透明电接触层107为由均匀混合溶于环氧树脂溶液中的红光、黄光、绿光量子点以及导电颗粒，通过旋涂或滴注方法分布于P-GaN层104上而形成。将红光、黄光、绿光量子点和导电颗粒混合直接制备成的透明电接触层107既能产生荧光，又能起到电流扩展的作用。
透明电接触层107的厚度范围10nm-1um，优选10nm-500nm。导电颗粒在环氧树脂溶液中的所占百分比不小于50%，一般可采用在50-80%中选用，以保证透明电接触层107的电流扩散性能。
其中导电颗粒为尺寸小于100nm的ITO粉末、ZnO粉末或金属（如Ag、Ni、Au等）纳米颗粒等。
量子点为Ⅱ-Ⅵ族和/或Ⅲ-Ⅴ族元素中半导体化合物中的一种或二种以上混合而成。量子点的尺寸需小于10nm。
其中Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、 HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、 HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe。
Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物为GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs或InAlPAs。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (9)
1.一种量子点白光发光二极管，其特征在于：包括衬底、N-GaN层、有源层和P-GaN层、N电极、P电极和透明电接触层，衬底上依次设置N-GaN层、有源层、P-GaN层和透明电接触层，N-GaN层和P-GaN层分别与N电极和P电极连接，透明电接触层内具有导电颗粒以及红光、黄光和绿光量子点。
2.如权利要求1所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述导电颗粒为尺寸小于100nm的ITO粉末、ZnO粉末或金属纳米颗粒。
3.如权利要求1所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述透明电接触层为由均匀混合溶于环氧树脂溶液中的量子点和导电颗粒通过旋涂或滴注方法分布于P-GaN层上而形成。
4.如权利要求3所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述环氧树脂溶液中，导电颗粒所占体积百分比为50-80%。
5.如权利要求1所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述透明电接触层的厚度范围为10nm-1μm。
6.如权利要求1所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述量子点为Ⅱ-Ⅵ族和/或Ⅲ-Ⅴ族元素中半导体化合物中的一种或二种以上混合而成。
7.如权利要求6所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、 HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe或HgZnSTe。
8.如权利要求6所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物为GaN、GaP、GaAs、AlN、AlP、AlAs、InN、InP、InAs、GaNP、GaNAs、GaPAs、AlNP、AlNAs、AlPAs、InNP、InNAs、InPAs、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlPAs、GaInNP、GaInNAs、GaInPAs、InAlNP、InAlNAs或InAlPAs。
9.如权利要求6所述的一种量子点白光发光二极管，其特征在于：所述量子点的尺寸小于10nm。
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