تستعد دايودات الميكرو-الإصدار للضوء (μLEDs) لإحداث ثورة في تقنية الشاشات المسطحة (FPD) بفضل سطوعها الاستثنائي، ونسبة التباين، وكفاءة الطاقة، ودوقاتها العالية جدا، مما يجعلها لا غنى عنها في شاشات الواقع المعزز (AR) والواقع الافتراضي (VR). ومع ذلك، يتطلب تحقيق شاشات microLED μLED عالية البكسل لكل بوصة (PPI) لوحات خلفية متقدمة لترانزستورات الفيلم الرقيق (TFT) ذات قدرات قيادة قوية. حاليا، يهيمن CMOS السيليكون أحادي البلور على الصناعة لهذا التطبيق، لكن طبيعته غير الشفافة، وقيود حجم الرقاقة، وتكلفة التصنيع العالية تحد من قابليته للتوسع. التقنيات البديلة، بما في ذلك السيليكون متعدد البلورات منخفض الحرارة (LTPS) وأشباه الموصلات المعدنية من أكسيد المعدن، تفشل في توفير أبعاد الجهاز الصغيرة المطلوبة، وأداء التشغيل، والاستقرار. أظهرت ثنائيات الكالكوجينيدات المعدنية الانتقالية ثنائية الأبعاد (TMDs) إمكانات، لكن تكاملها واجه تحديات مثل عمليات النقل المعقدة وقابلية التوسع، مما أدى إلى عرض مصفوفة شبه نشطة فقط. هنا، نقدم نموذجا أوليا لشاشة microLED ذات المصفوفة النشطة (AM) تعمل بواسطة أنابيب الكربون النانوية المحسنة (CNT) TFT مع ألبوم₂O₃/SiO₂ مكدس عازل البوابة و Y₂O₃/SiO₂/polyimide passivation layers. Our CNT TFTs with a channel length (L_الفصل) ب 3 ميكرومتر تحقق تيار دفع يبلغ ∼10 ميكروأمبير/ميكرومتر وحركة ∼27 سم²/(V·s), while scaling L_الفصل إلى 0.5 ميكرومتر يعزز تيار القيادة إلى ∼80 ميكروأمبير/ميكرومتر وحركة تصل إلى ∼40 سم²/(V·s), surpassing most previously reported CNT TFTs for AM displays and enabling AM-μLED microdisplays with a PPI up to 3400. Moreover, a heterogeneous integration process ultilizing flip-chip eutectic bonding was developed to assemble μLED arrays onto CNT TFT backplanes, achieving a yield of ∼100% aided by the PI layer. Furthermore, CNT TFT-based two-transistor, one-capacitor (2T1C) pixel-driving circuits and peripheral control circuits were designed to support both pulse amplitude modulation (PAM) and pulse width modulation (PWM) of μLED operation. These advancements culminate in a 32 × 32-pixel AM-μLED prototype microdisplay with a PPI of 357, capable of dynamic image and video display. Our work demonstrates CNT TFTs as a viable and scalable solution for next-generation μLED microdisplays.

الرابط الأصلي: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c00672