Diod pemancar cahaya mikro (μLED) bersedia untuk merevolusikan teknologi paparan panel rata (FPD) dengan kecerahan luar biasa, nisbah kontras, kecekapan tenaga dan resolusi ultratinggi, menjadikannya sangat diperlukan untuk paparan mikro realiti tambahan (AR) dan realiti maya (VR). Walau bagaimanapun, kesedaran paparan mikroLED μLED piksel per inci (PPI) tinggi memerlukan satah belakang transistor filem nipis (TFT) termaju dengan keupayaan pemanduan yang mantap. Pada masa ini, CMOS silikon kristal tunggal menguasai industri untuk aplikasi ini, tetapi sifatnya yang tidak telus, had saiz wafer dan kos fabrikasi yang tinggi menyekat kebolehskalaannya. Teknologi alternatif, termasuk silikon polikristalin suhu rendah (LTPS) dan semikonduktor oksida logam, gagal menyampaikan dimensi peranti kecil, prestasi pemanduan dan kestabilan yang diperlukan. Dichalcogenides logam peralihan dua dimensi (TMD) telah menunjukkan potensi, tetapi penyepaduannya telah menghadapi cabaran, seperti proses pemindahan yang kompleks dan kebolehskalaan terhad, menghasilkan hanya demonstrasi paparan matriks separa aktif. Di sini, kami membentangkan prototaip paparan mikro μLED matriks aktif (AM) yang didorong oleh TFT tiub nano karbon (CNT) yang dioptimumkan dengan Al₂O₃/SiO₂ timbunan dielektrik pintu dan Y₂O₃/SiO₂/polyimide passivation layers. Our CNT TFTs with a channel length (L_Bab) daripada 3 μm mencapai arus pemacu ∼10 μA/μm dan mobiliti ∼27 cm²/(V·s), while scaling L_Bab kepada 0.5 μm meningkatkan arus pemacu kepada ∼80 μA/μm dan mobiliti ∼40 cm²/(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.

Pautan asal: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c00672