LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件及制备方法技术

一种LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件，所述器件包括：透明衬底；蓝光LED结构，其形成在所述透明衬底上，包括P电极与N电极；OLED结构，其形成在所述LED结构上，包括阳极与阴极；所述蓝光LED结构的P电极作为所述器件的阳极；所述OLED结构的阴极作为所述器件的阴极；所述OLED结构的阳极为透明导电层；所述蓝光LED结构的N电极与OLED结构的透明导电层实现电互联，并作为器件的中间电极；所述蓝光LED结构的P电极、中间电极和OLED结构的阴极构成三端可调控电极。该器件将蓝光LED高光效与黄光OLED宽光谱的优势相结合，可获得高效率、高品质、可调谐、长寿命、低成本的白光光源。

Tunable white three terminal light emitting device combined with LED and OLED and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件及制备方法
本专利技术涉及半导体照明
，特别涉及一种LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件及制备方法。
技术介绍
目前，LED照明通常采用蓝光LED激发黄色荧光粉实现白光照明的方式实现。这种方法制作工艺简单、发光效率高，但是由于光谱中绿光波段和红光波段的不足甚至缺失导致其显色性较差，色温偏高。采用红绿蓝三基色LED混光的形式可以实现高显色性和低色温的白光，但是这种方式需要对红绿蓝三种LED芯片单独驱动，工艺复杂，成本较高，发光效率不理想。利用OLED同样也可实现白光照明，一般采用有机多发射层或多重掺杂的单发射层的方式，但OLED照明同样也面临着发光效率低、寿命短的问题，尤其是有机蓝光发光材料的效率低、寿命短。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件及制备方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一方面，提供了一种LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件，所述器件包括：透明衬底；蓝光LED结构，其形成在所述透明衬底上，包括P电极与N电极；OLED结构，其形成在所述LED结构上，包括阳极与阴极；所述蓝光LED结构的P电极作为所述器件的阳极；所述OLED结构的阴极作为所述器件的阴极；所述OLED结构的阳极为透明导电层；所述蓝光LED结构的N电极与OLED结构的透明导电层实现电互联，并作为器件的中间电极；所述蓝光LED结构的P电极、中间电极和OLED结构的阴极构成三端可调控电极。其中，所述透明衬底为蓝宝石衬底、SiC、Si或GaN衬底。其中，所述OLED结构的阴极为Al阴极。作为本专利技术的另一方面，提供了一种LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件的制备方法，包括如下步骤：在透明衬底上制备GaN外延片；对外延片进行感应耦合等离子体台面刻蚀，获得独立的蓝光LED结构；通过深刻蚀工艺对所述独立的蓝光LED结构进行器件隔离；在蓝光LED结构台面上制备透明导电层；制作蓝光LED结构的PN接触电极；淀积蓝光LEDDBR反射层，通过蚀刻开孔露出PN接触电极；制作蓝光LED结构的PN引出电极，并通过通孔分别与PN接触电极相连；淀积绝缘层对PN引出电极进行绝缘保护，通过蚀刻开孔露出部分N电极；制作OLED结构的阳极透明导电层，并通过通孔实现其与蓝光LED结构的N电极互联；衬底减薄；制作OLED结构的各功能层；封装；对衬底进行切割，形成可调谐白光三端发光器件。其中，所述制备GaN外延片采用金属有机化学气相沉积的方法，在透明衬底上依次生长μ-GaN层、n-GaN层、多量子阱发光层和p-GaN层，形成GaN外延片。其中，所述制作蓝光LED结构的PN接触电极的具体步骤如下：选用负型光刻胶在台面上光刻P接触电极及在N-GaN上光刻N接触电极，采用电子束蒸发法蒸镀金属，剥离后形成PN电极。其中，所述制作蓝光LED结构的PN引出电极的具体步骤如下：选用负型光刻胶光刻LEDP引出电极10和N引出电极11，采用电子束蒸发法蒸镀金属，剥离后形成PN引出电极。其中，所述绝缘层为SiO2层。其中，所述OLED结构的各功能层至少包括空穴传输层、黄色发光层、电子传输层和金属阴极。其中，所述封装的具体步骤如下：将玻璃封装盖板经过清洗和干燥传入到充满惰性气体的手套箱内，在芯片四周涂敷UV封装胶，将芯片与玻璃盖板进行对位、压合、UV固化。基于上述技术方案可知，本专利技术的LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件及制备方法相对于现有技术至少具有如下有益效果的一部分：本专利技术通过将LEDN电极和OLED阳极相连并作为中间电极，LED的P电极、中间电极、OLED的N电极构成三端可调控电极，LED与OLED的芯片相串联实现芯片级结合。该器件将蓝光LED高光效与黄光OLED宽光谱的优势相结合，可获得高效率、高品质、可调谐、长寿命、低成本的白光光源。附图说明图1是根据本专利技术实施例制备的LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件的示意图；图2是图1所示LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件AA′向截面的剖视图；图3是图1所示LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件BB′向截面的剖视图。上图中，附图标记含义如下：1-蓝宝石衬底；2-μ-GaN缓冲层；3-N-GaN；4-多量子阱发光层；5-P-GaN；6-ITO层；7-LEDP接触电极；8-LEDN接触电极；9-分布式布拉格反射镜(DBR)；10-LEDP引出电极；11-LEDN引出电极/中间电极；12-SiO2绝缘层；13-空穴传输层；14-有机发光层；15-电子传输层；16-Al电极；17-固化胶；18-玻璃盖板。具体实施方式本专利技术公开了一种LED与OLED结合的可调谐白光三端发光器件和制备方法，涉及半导体照明
所述发光芯片包括：衬底，蓝光LED结构形成在所述衬底上，包括P电极与N电极；OLED结构，形成在所述蓝光LED结构上，包括阳极即透明导电层与Al阴极；其中，所述蓝光LED结构的N电极与所述OLED结构的透明导电层电性互联并作为中间电极，LEDP电极、中间电极与OLEDAl阴极构成器件的三电极结构。本专利技术通过将蓝光LED结构的N电极与所述OLED结构的透明导电层的电性互联，并将其作为中间电极同LEDP电极与OLED阴极一同引出，从而实现蓝光LED结构和OLED结构串联的三端器件，使得蓝光LED的高光效与黄光OLED的宽光谱且可调的优势相结合，三端结构增加了其在实际使用中的调光灵活性，以此获得高效率、高品质、长寿命、低成本的可调白光光源。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，是根据本专利技术实施例制备的LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件的示意图，本实施例的三端可调控白光发光器件的结构如下：透明衬底；蓝光LED结构，其形成在所述透明衬底上，包括P电极与N电极；OLED结构，其形成在所述LED结构上，包括阳极即第二透明导电层与阴极；所述蓝光LED结构P电极也作为器件的阳极；所述OLED的Al阴极也作为器件的阴极；所述蓝光LED结构N电极与所述OLED的透明导电层6实现电互联，并作为器件的中间电极。所述LED的P电极、中间电极、OLED阴极构成三端可调控电极。图2是图1所示LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件AA′向截面的剖视图；图3是图1所示LED与OLED相结合的三端可调控白光发光器件BB′向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件，其特征在于，所述器件包括：/n透明衬底；/n蓝光LED结构，其形成在所述透明衬底上，包括P电极与N电极；/nOLED结构，其形成在所述LED结构上，包括阳极与阴极；/n所述蓝光LED结构的P电极作为所述器件的阳极；/n所述OLED结构的阴极作为所述器件的阴极；/n所述OLED结构的阳极为透明导电层；/n所述蓝光LED结构的N电极与OLED结构的透明导电层实现电互联，并作为器件的中间电极；/n所述蓝光LED结构的P电极、中间电极和OLED结构的阴极构成三端可调控电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件，其特征在于，所述器件包括：
透明衬底；
蓝光LED结构，其形成在所述透明衬底上，包括P电极与N电极；
OLED结构，其形成在所述LED结构上，包括阳极与阴极；
所述蓝光LED结构的P电极作为所述器件的阳极；
所述OLED结构的阴极作为所述器件的阴极；
所述OLED结构的阳极为透明导电层；
所述蓝光LED结构的N电极与OLED结构的透明导电层实现电互联，并作为器件的中间电极；
所述蓝光LED结构的P电极、中间电极和OLED结构的阴极构成三端可调控电极。


2.根据权利要求1所述的LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件，其特征在于，所述透明衬底为蓝宝石衬底、SiC、Si或GaN衬底。


3.根据权利要求1所述的LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件，其特征在于，所述OLED结构的阴极为Al阴极。


4.一种LED与OLED串联的可调谐白光三端发光器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在透明衬底上制备GaN外延片；
对外延片进行感应耦合等离子体台面刻蚀，获得独立的蓝光LED结构；
通过深刻蚀工艺对所述独立的蓝光LED结构进行器件隔离；
在蓝光LED结构台面上制备透明导电层；
制作蓝光LED结构的PN接触电极；
淀积蓝光LEDDBR反射层，通过蚀刻开孔露出PN接触电极；
制作蓝光LED结构的PN引出电极，并通过通孔分别与PN接触电极相连；
淀积绝缘层对PN引出电极进行绝缘保...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国宏，苏康，李璟，李志聪，葛畅，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11