Micro LED微显示芯片制备技术

2021-03-16陈佳昕李梦梅郭伟玲

照明工程学报 2021年1期

陈佳昕,李梦梅,郭伟玲

(北京工业大学光电子技术教育部重点实验室，北京 100020)

引言

LED作为发光器件，在生活中扮演着重要的角色。在照明领域，LED照明节约了大量能源。在显示领域，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)和微发光二极管(Micro LED)等显示技术，为人们提供了优质的显示面板，尤其是近年来迅速发展的Micro LED显示技术，作为一种独特的显示器，可以应用于智能眼镜、AR/VR、头戴式显示器(HMDs)和抬头显示器(HUDs)等[1]领域，受到业界内的广泛关注。与传统的LCD和OLED相比，Micro LED具有低功耗、高亮度、响应时间短和使用寿命长等优点[2,3]。

Mirco LED微显示芯片制备技术是显示应用的基础，国内外有大量人员进行了Micro LED芯片制备技术的研究[4-9]。2012年，Guilhabert等[10]采用完全无掩膜工艺流程制备了99%填充因子、520 nm发射波长、32×32的Micro LED阵列，该阵列展示出良好的光学和电学性能，最大输出光功率2 mW，20 mA下输出电压为4.3 V。2017年，Xie等[11]采用共P电极，单独可寻址N电极的结构制备Micro LED阵列，使得该阵列与基于NMOS晶体管的驱动电路兼容，可以获得高达450 MHz的调制带宽。2019年，Chen等[12]制造了有源矩阵高分辨率960×540的Micro LED阵列，像素大小为8 μm，像素间距为12.8 μm，这是首次展示16∶9高分辨率的显示屏。同年，Geum等[13]采用垂直堆叠和表面钝化的方法制造出超高分辨率Micro LED，利用分布式布拉格反射器(DBRs)作为键合介质去除颜色调制现象。

本文主要介绍基于Micro LED结构的微显示芯片制备中的关键技术，以及随着像素分辨率的提高，对芯片尺寸变小而产生的小型化效应。