[发明专利]LED外延结构、其制作方法、发光器件和显示面板

说明书

本发明涉及一种LED外延结构、其制作方法、发光器件和显示面板，该LED外延结构，从下至上包括依次设置的衬底、N型限制层、有源层和P型限制层，其中，有源层包括交替设置的量子阱层和量子垒层，部分量子垒层为第一量子垒层，部分量子垒层为第二量子垒层，第二量子垒层位于两个第一量子垒层之间，且任一第二量子垒层的厚度大于任一第一量子垒层的厚度。该LED外延结构较好地缓解了现有的LED的发光效率不高的问题。

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种LED外延结构、其制作方法、发光器件和显示面板。

背景技术

随着MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)技术的成熟，在GaAs衬底上可以制备高质量的晶格匹配的AlGaInP量子阱外延层，AlGaInP材料具有直接跃迁的特性，复合发光效率高。禁带宽度可以随着Al组分的变化调节实现LED(Light Emitting Diode，发光二极管)从红光到蓝绿光560nm～650nm超宽波长范围内的高亮度发光。

目前主要影响LED发光效率的是光提取效率和光转换效率，如GaAs衬底材料对光的吸收和全反射临界角损失等。

因此，如何提高LED的发光效率是亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种LED外延结构、其制作方法、发光器件和显示面板，旨在解决现有技术中LED的发光效率不高的问题。

一种LED外延结构，从下至上包括依次设置的衬底、N型限制层、有源层和P型限制层；其中，所述有源层包括交替设置的量子阱层和量子垒层，部分所述量子垒层为第一量子垒层，部分所述量子垒层为第二量子垒层，所述第二量子垒层位于两个所述第一量子垒层之间，且任一所述第二量子垒层的厚度大于任一所述第一量子垒层的厚度。

上述的LED外延结构，包括从下至上依次设置的衬底、N型限制层、有源层和P型限制层，所述有源层包括交替设置的量子阱层和量子垒层，所述第二量子垒层位于两个所述第一量子垒层之间，所述第二量子垒层的厚度大于所述第一量子垒层的厚度。与现有技术相比，本申请的所述LED外延结构中的有源层包括多个交替的量子阱层和量子垒层组成的量子阱对，在载流子扩散长度范围内保证了量子阱的对数较多，且在两个所述第一量子垒层之间设置所述第二量子垒层，可以较好地起到对载流子的阻挡效果，从而提高LED的光转换效率，进而提高LED的发光效率，亦较好地缓解现有的LED的发光效率不高的问题。

可选地，相邻的一个所述量子阱层和一个所述量子垒层形成一个阱垒周期，所述有源层包括M个所述阱垒周期，所述第二量子垒层位于第M/3个所述阱垒周期到第2M/3个所述阱垒周期之间，其中，M为大于等于15的正整数。所述第二量子垒层位于第M/3个所述阱垒周期到第2M/3个所述阱垒周期之间，这样进一步地保证了第二量子垒层对载流子的阻挡效果较好，进一步地保证了LED的亮度较高。

可选地，所述LED外延结构还包括间隔层，所述间隔层设于所述N型限制层与所述有源层之间和/或设于所述有源层与所述P型限制层之间。也就是说，所述间隔层设于所述N型限制层与所述有源层之间；或者，所述间隔层设于所述有源层与所述P型限制层之间；或者，有两个所述间隔层，一个设于所述N型限制层与所述有源层之间，另一个设于所述有源层与所述P型限制层之间。所述间隔层可以起到光波导和温度过渡的作用，保护所述量子阱层和所述量子垒层。

可选地，所述LED外延结构还包括分布式布拉格反射复合结构，所述分布式布拉格反射复合结构包括周期性交叠设置的第一反射率层和第二反射率层，其中，所述第一反射率层的反射率小于所述第二反射率层的反射率。这样可增大分布式布拉格反射复合结构对有源层光线的反射率，减少大倾角入射光线的临界损失，以达到提高外延结构的光提取效率的目的。