GaN基LED经过几十年的发展，其发光效率已经有了很大的提升。随着LED发光效率的快速提升，照明市场对LED的技术发展提出了更高的要求。首先是更高光效以及更低购置成本的追求，其次是更高可靠性的需求。随着人们物质生活水平的提高，人们对LED的品质也提出了更高的要求，例如更加智能和人性化的设计。阵列式高压交直流LED在芯片制作过程中通过多个LED微晶粒的串并联来实现交流高压供电，属于高电压小电流的工作状态。与传统LED相比，阵列式高压交直流LED在电流扩展、封装及驱动电路设计等诸多方面具有更大的优势。本论文以提高GaN基阵列式LED的可靠性为目标，开展对阵列式高压交直流LED器件的制备及性能的研究和讨论。主要研究成果如下:　　1.设计了由16颗LED微晶粒串联而成的阵列式倒装HV LED，并实现了倒装HV LED的关键工艺技术开发。通过优化Ni/Ag/Pt/Au反射镜体系中Au盖层的厚度以及Ni/Ag/Pt/Au蒸镀前的射频处理功率，解决了其退火后倒装HV LED接触特性差以及发光不均匀的问题。在20mA注入电流下，倒装焊HV LED的工作电压从70V下降至49.8V。使用共晶焊替代倒装焊，制备了由10颗LED微晶粒串联而成的共晶焊倒装HV LED，相比倒装焊HV LED，在1W电注入下光功率提升10.5％，效率droop现象缓解，LED系统总热阻减小6.6℃/W，适合于大电流密度的驱动。　　2.首次成功实现了石墨烯互连GaN基阵列式HV LED器件。石墨烯为阵列式LED提供了有效的互连，在相邻的LED微晶粒间形成空气桥，提高了阵列式LED的可靠性。对比传统金属互连的阵列式LED，石墨烯互连阵列式LED的光输出功率(@10mA)提高7.4％，在15V反向电压下，LED微晶粒的反向泄漏电流从0.054μA下降至0.019μA。　　3.提出了一种AC LED的优化设计方法，采用串并联结合的惠斯通桥输出支路方式，提高了AC LED的发光芯片面积利用率和侧壁出光面积，其发光芯片的面积利用率可达70％。在1W交流电驱动下，其工作电压为19.8V@63mA，光输出功率为347.6mW。　　4.对AC LED在交流驱动下电光转换效率低于直流驱动的原因进行了探讨，提出了缓解效率droop效应或增加AC LED的发光时间提高交流驱动下AC LED电光转换效率的方法。当交流电电压大于AC LED的阈值电压时，AC LED才会开启，所以相对直流驱动而言，交流驱动下的AC LED发光时间减少。为了维持平均输入功率不变，必须提高AC LED的注入电流。然而，大注入电流密度引起的效率droop最终导致AC LED电光转换效率的下降。　　5.探索了AC LED在大电流应力驱动下的老化机理，提出了将深隔离槽平坦化以提高AC LED可靠性的方法。在2W电注入功率下，AC LED的失效发生在整流桥上LED微晶粒间的连接位置处。光电特性变化分为两个阶段:最初的提升阶段以及随后的退化阶段。最初的提升归因于大电流应力的退火效应，而之后的退化则是由于ICP深刻蚀隔离槽处缺陷的产生和繁衍，最终导致交流LED的失效。