摘要

微尺寸發(fā)光二極管 (Micro-LED) 因其在高分辨率顯示器、可穿戴設(shè)備和 VR/AR頭盔中的潛在應(yīng)用而引起了廣泛的關(guān)注。然而，它們的器件性能會(huì)受限于傳統(tǒng)側(cè)向結(jié)構(gòu)Micro-LED，其兩個(gè)電極往往處于 p-GaN 側(cè)。在此，我們開發(fā)了可轉(zhuǎn)移的硅基垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED，其兩個(gè)電極相對(duì)，具有更好的散熱性，并且比傳統(tǒng)的側(cè)向結(jié)構(gòu)Micro-LED 亮度高 60%。我們進(jìn)一步開發(fā)了一種新型的雙面膠帶輔助轉(zhuǎn)移工藝，使這些垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 能夠以簡(jiǎn)單而可靠的方式完全轉(zhuǎn)移到聚酰亞胺膠帶上。結(jié)合基于低熔點(diǎn)圖案化銦合金的鍵合方案，這些轉(zhuǎn)印在膠帶上的 Micro-LED 可以進(jìn)一步集成到具有共p電極的硅背板上。最后，通過形成連接到每個(gè)像素的n電極，從而首次制備出具有單獨(dú)尋址陰極的新型倒置垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED顯示器。

關(guān)鍵詞：倒裝焊，微型顯示器，巨量轉(zhuǎn)印、垂直結(jié)構(gòu)微尺寸發(fā)光二極管

微尺寸發(fā)光二極管（Micro-LED），與傳統(tǒng)的LCD和OLED顯示相比，有著許多優(yōu)勢(shì)，比如更高的亮度、更長(zhǎng)的壽命、更快的響應(yīng)速度。因此，Micro-LED顯示吸引了國(guó)內(nèi)外廣泛的研究興趣，被譽(yù)為下一代顯示技術(shù)。隨著半導(dǎo)體芯片制造和封裝技術(shù)的進(jìn)步，眾多Micro-LED原型顯示器相繼問世，極大拓展了其應(yīng)用場(chǎng)景，如近眼顯示器、可穿戴設(shè)備和 VR/AR頭盔等。目前所報(bào)導(dǎo)和展示的Micro-LED顯示器件，大多采用側(cè)向結(jié)構(gòu)的Micro-LED芯片(圖1a)，即在兩個(gè)電極同時(shí)在p-GaN側(cè)。而由于p-GaN總是位于外延層頂層，因此對(duì)于傳統(tǒng)Micro-LED顯示陣列來說，其每個(gè)像素通常擁有獨(dú)立的P電極，而所有像素共享N電極(圖1b)。雖然這種具有側(cè)向結(jié)構(gòu)的器件有助于倒裝鍵合和集成到背板上，但它們同時(shí)限制了其空間分辨率。如果發(fā)射區(qū)域面積保持相同，側(cè)向結(jié)構(gòu)Micro-LED 將比其垂直結(jié)構(gòu)占據(jù)更多空間(圖1c)。此外，一般來說，側(cè)向結(jié)構(gòu)LED 在電流擴(kuò)散和亮度方面的性能不如垂直結(jié)構(gòu) LED。因此，研究垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 的微顯示器是非常有意義和必要的，但目前該方面的研究非常少。最近有文獻(xiàn)報(bào)道了一種由垂直結(jié)構(gòu)GaN Micro-LED 組成的柔性顯示器件。然而，由于其Micro-LED 是在藍(lán)寶石基板上形成的，因此必須通過復(fù)雜的激光剝離 (LLO) 工藝將其去除，才能制造出柔性器件。此外，每個(gè)像素的互連是通過使用銀納米線實(shí)現(xiàn)的。雖然這種互連策略可以減輕金屬的側(cè)壁覆蓋，但在成本和可重復(fù)性方面對(duì)于大批量生產(chǎn)可能并不現(xiàn)實(shí)。鑒于此，我們開發(fā)了一種可轉(zhuǎn)移的硅基垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED超薄芯片的制作工藝，結(jié)合我們開發(fā)的簡(jiǎn)單、低成本膠帶輔助轉(zhuǎn)移技術(shù)，可將垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED剝離原襯底，而不是采用復(fù)雜的 LLO 工藝，進(jìn)而將垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 可靠地轉(zhuǎn)移到膠帶上。后續(xù)，我們利用倒裝焊技術(shù)和使用低溫圖案化焊料，進(jìn)一步將膠帶上的垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED，集成到硅背板上。在金屬互連之后，我們首次研制出一種具有可單獨(dú)尋址 n 電極的新型垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 顯示原型器件(圖 1d)。

圖1. (a) 傳統(tǒng)橫向 Micro-LED，(b) 基于傳統(tǒng)橫向 LED 陣列的顯示架構(gòu)，(c) 垂直 Micro-LED，以及 (d) 由垂直 Micro-LED 陣列制成的顯示架構(gòu)

為了制造具有可單獨(dú)尋址電極的倒置垂直結(jié)構(gòu)微型 Micro-LED顯示裝置，如圖 1d 所示，我們開發(fā)了多種工藝，包括形成具有集成 p 觸點(diǎn)的可印刷垂直Micro-LED，將Micro-LED轉(zhuǎn)移到臨時(shí)粘合劑支撐，將陣列倒裝芯片鍵合到硅背板上，并形成連接到每個(gè)像素的可單獨(dú)尋址的 n 接觸。下面通過幾部分具體介紹我們?cè)摲矫娴难芯抗ぷ鳌?/span>

可轉(zhuǎn)移的硅基垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED超薄芯片制備

我們開發(fā)了一種基于 450 μm GaN-on-silicon 晶圓的可轉(zhuǎn)移硅基垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED超薄芯片的制備工藝，其外延結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的光致發(fā)光譜如圖 2 所示。與藍(lán)寶石基底商用LED晶圓相比，我們使用硅基氮化鎵晶圓，主要是因?yàn)樗鼈兙哂幸恍┟黠@的優(yōu)勢(shì)，例如更低的成本、更大的 LED 晶圓尺寸和更簡(jiǎn)單的襯底移除。并且，我們沒有采用復(fù)雜的 LLO 工藝，而是開發(fā)了一種制造懸空Micro-LED 芯片的工藝，這些Micro-LED 可由微型的錨結(jié)構(gòu)微弱地固定在原生襯底適當(dāng)?shù)奈恢茫▓D 3a）。與側(cè)向結(jié)構(gòu) Micro-LED 不同，垂直 Micro-LED 具有兩個(gè)朝向相反的電極。鑒于頂部為p-GaN 層的外延結(jié)構(gòu)不可改變，只有在去除襯底后才能形成 n 接觸，并且必須將芯片翻轉(zhuǎn)過來。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我們采用了在后期形成 n 接觸的策略，并提出了一種形成僅具有 p 電極的可轉(zhuǎn)移 Micro-LED芯片制備工藝策略。主要的步驟包括定義圖案化的 p-GaN/ITO 臺(tái)面，通過使用光刻膠掩模對(duì)硅襯底進(jìn)行干法蝕刻以形成連接Micro-LED芯片的微型錨結(jié)構(gòu)，以及對(duì)硅襯底進(jìn)行側(cè)向腐蝕，從而形成可轉(zhuǎn)印的懸掛式Micro-LED芯片，如圖 3a 所示。微錨結(jié)構(gòu)可以暫時(shí)將Micro-LED 固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，但可以使用很小的機(jī)械力輕松斷開，從而使這些Micro-LED可轉(zhuǎn)移。因此，可以很容易地去除硅襯底，并且避免使用復(fù)雜的 LLO 工藝。圖 3b 和圖 3c 顯示了具有微錨結(jié)構(gòu)的垂直結(jié)構(gòu) Micro-LED 的 SEM 圖像，每個(gè)Micro-LED尺寸為 50 μm × 80 μm。SEM 圖像表明，Micro-LED下方的硅被完全去除，形成了具有微型錨結(jié)構(gòu)的懸空式Micro-LED芯片，這有助于實(shí)現(xiàn)Micro-LED的快速轉(zhuǎn)?。▓D 3d）。

圖2. （a）本工作中使用的晶圓的外延結(jié)構(gòu)圖，和（b）光致發(fā)光（PL）光譜。

圖3. (a) 制造具有微型錨結(jié)構(gòu)的可印刷垂直 Micro-LED 的示意圖。(b) 8×8垂直Micro-LED陣列的SEM圖像。(c) 相同陣列在更高放大倍率下的 SEM 圖像。(d)蝕刻后可印刷 Micro-LED 的橫截面SEM 圖像。

雙層膠帶輔助轉(zhuǎn)移工藝

為了轉(zhuǎn)移上述制備的Micro-LED，我們開發(fā)了一種基于兩層膠帶輔助轉(zhuǎn)移的新工藝，包括光敏膠帶和聚酰亞胺（PI）膠膜（圖4a）。第一層光敏膠帶利用其較高的起始粘合力，可以通過簡(jiǎn)單的剝離過程，可靠地拾取器件并折斷固定micro-LED的微型錨結(jié)構(gòu)。此時(shí)，由于 Micro-LED 的 p 電極朝向膠帶，我們必須將器件翻轉(zhuǎn)，使電極朝向外側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們引入了第二個(gè) PI 膠帶。通過將帶有 micro-LED 的第一層膠帶貼在第二張 PI 薄膜上，然后進(jìn)行紫外線照射，原始紫外線光敏膠帶的粘附力顯著降低。因此，Micro-LED 器件可以翻轉(zhuǎn)、并牢固地轉(zhuǎn)移到具有更高粘附力的 PI 薄膜上。圖 4b 展示了轉(zhuǎn)移到最終 PI 薄膜上的 8×8 陣列Micro-LED 芯片的光學(xué)圖像和 SEM 圖像。從中可觀察到，Micro-LED 器件以 100% 的轉(zhuǎn)移良率可靠地轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上，沒有明顯的形狀變形和位置偏移。我們還可以清楚地看到，硅生長(zhǎng)襯底已被完全剝離（圖 4c）。需要指出的是，多種用于微組裝的技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)出來，其中PDMS轉(zhuǎn)印是一種流行的方法。然而，我們注意到本工作中的膠帶輔助轉(zhuǎn)移工藝，在轉(zhuǎn)移產(chǎn)量和轉(zhuǎn)移精度方面比傳統(tǒng)的 PDMS 印章轉(zhuǎn)移工藝具有一些優(yōu)勢(shì)，這主要是因?yàn)楣饷裟z帶比PDMS具有更大的粘性調(diào)節(jié)范圍。此外，PDMS 印章在接觸印刷過程中可能會(huì)變形，從而導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的轉(zhuǎn)移精度問題。我們還注意到與 LLO 工藝相結(jié)合的熱剝離膠帶已用于Micro-LED轉(zhuǎn)移印刷，但由于加熱引起的聚合物微球體積膨脹，它們也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)移后芯片的相對(duì)較大的位置偏移。相比之下，這里我們使用紫外線照射而不是機(jī)械力和加熱來實(shí)現(xiàn)光敏膠帶的粘附力控制。因此，這是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單、低損傷的過程，并且可以遠(yuǎn)程把紫外光照射到芯片表面。另外需要強(qiáng)調(diào)的是，雖然本文報(bào)道的膠帶輔助轉(zhuǎn)移工藝主要用于 Micro-LED 打印，但該技術(shù)可用于將多種材料或器件組裝到不同的基板上。

圖4. (a) 雙面膠帶輔助 Micro-LED 轉(zhuǎn)移印刷工藝的示意圖，(b) 轉(zhuǎn)移到 PI 的 8×8 陣列的光學(xué) (b-i, b-ii) 和 SEM (b-iii, b-iv) 圖像不同放大倍率下的粘合膜，和（c）Micro-LED轉(zhuǎn)移印刷后不同放大倍率下的硅基板的光學(xué)圖像。

低溫鍵合工藝

為了將轉(zhuǎn)移的 Micro-LED 集成到背板上，我們開發(fā)了一種使用低溫銦作為焊接凸點(diǎn)的鍵合工藝。通過標(biāo)準(zhǔn)微納制造技術(shù)制備具有互連 p 線的硅背板（圖 5a）。然后，通過使用光刻膠作為掩模的標(biāo)準(zhǔn)金屬剝離工藝(圖5a-ii，圖 5b)，在硅背板上p 線的焊盤上形成間距與 Micro-LED 匹配的圖案化銦凸點(diǎn)陣列（圖 5a-i）。使用倒裝鍵合機(jī)，可以將帶有轉(zhuǎn)移 Micro-LED 芯片的 PI 薄膜精確對(duì)準(zhǔn)，然后利用銦凸點(diǎn)作為焊料通過熱壓鍵合到硅背板上（圖 5a-iii）。通常，剛性支撐基板用于芯片鍵合。而我們發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化的鍵合條件下，軟 PI 膜促進(jìn)了器件在鍵合過程中與基板的共形接觸，并克服了銦凸點(diǎn)高度的變化以及器件相對(duì)于背板的平行錯(cuò)位帶來的影響?？焖倮鋮s至室溫后，通過簡(jiǎn)單地剝離粘性 PI 薄膜，即可將 Micro-LED 集成到背板上（圖 5a-iv）。圖 5c 顯示了鍵合到硅背板上的 8×8 Micro-LED 陣列。我們注意到鍵合良率接近 100%，但有幾個(gè)像素在鍵合過程中發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。圖 5d 進(jìn)一步顯示了一個(gè)代表性 Micro-LED 倒裝芯片鍵合后的俯視和截面SEM 圖像。SEM清楚地表明，Micro-LED 通過銦焊料成功地接合到 p電極上。

圖5. (a) 使用銦焊料將 Micro-LED 陣列鍵合到硅背板上的示意圖。(b) 具有圖案化銦凸塊的硅背板的光學(xué)圖像。(c) 粘合到背板上的 Micro-LED 陣列的光學(xué)圖像。(d) 放大的頂視圖 (d-i) 和橫截面視圖 (d-ii) 使用銦焊料接合到 p 總線上的像素的 SEM 圖像。

單獨(dú)尋址n型歐姆接觸及n型互連線路的工藝

為了開發(fā)可尋址的垂直 Micro-LED 顯示器件，我們開發(fā)了一種在鍵合工藝后形成單獨(dú)的 n 接觸和 n 互連線路的工藝（圖 6a）?？紤]到集成到硅上后器件相對(duì)較大的4μm高度（圖 6a-i），我們引入了 SU8 樹脂來平坦化器件表面（圖 6a-ii）。通過優(yōu)化SU8厚度，可以使得封裝后的 SU8層僅比 Micro-LED 頂面高幾百納米?？紤]到 u-GaN 不導(dǎo)電，我們還使用上述SU8 層作為掩膜來蝕刻 u-GaN 并露出下面的 n-GaN。接下來使用光刻膠圖案作為掩模，通過金屬剝離工藝在 n-GaN 上形成單獨(dú)的 n 接觸（圖 6a-iii）。最后，使用單獨(dú)的光刻膠圖案作為掩模以形成連接到每個(gè)像素的 n 互聯(lián)線（圖 6a-iv）。通過這些工藝步驟的創(chuàng)新，我們制備出一種新穎的微型顯示架構(gòu)，該架構(gòu)由具有單獨(dú)尋址的 n 電極的 8×8 可尋址垂直 Micro-LED 陣列組成，如圖 6b 所示。SEM結(jié)果表明，引入的SU8能夠?qū)icro-LED表面完全平坦化，使得形成的n總線在過孔側(cè)壁上具有良好的金屬覆蓋，并與Micro-LED像素形成可靠的電連接（圖 6c）。值得提及的是，這種倒置的顯示器件構(gòu)造與迄今為止的傳統(tǒng) Micro-LED 顯示器件顯著不同（傳統(tǒng) Micro-LED 最常由獨(dú)立的 p 電極尋址，并且所有像素共享一個(gè)公共 n 電極）。

圖6. (a) 單個(gè) n 接觸和連接到每個(gè)像素的 n 總線的集成示意圖。(b) 形成的8x8 垂直 Micro-LED 陣列的光學(xué)圖像，具有可單獨(dú)尋址的 n 接觸和共享 p 接觸。(c) SU8 平面化后具有集成 n 總線的 Micro-LED 的 SEM 圖像。

器件性能表征

在圖 7 中，我們比較了垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 與傳統(tǒng)側(cè)向結(jié)構(gòu)Micro-LED的 I-V、輸出與電流和光譜特性，光學(xué)圖像如圖 7a 所示。盡管芯片尺寸相同，為 50 μm × 80 μm，但垂直 Micro-LED 顯示出更好的 I-V 特性和更陡的斜率（圖 7b），這意味著垂直 Micro-LED 的串聯(lián)電阻低于側(cè)向 Micro-LED。在注入電流為 1.5 mA 時(shí)，垂直 Micro-LED 的功率輸出約為 1.6mW，而側(cè)向 Micro-LED 的功率輸出僅為 1.0 mW，即意味著垂直 Micro-LED 的亮度提高了 60%（圖 7c）.垂直Micro-LED在1.5mA時(shí)對(duì)應(yīng)的外量子效率(EQE)為38.7%，遠(yuǎn)高于側(cè)向結(jié)構(gòu)(24.2%)。隨著注入電流從 0.1 mA 增加到 2.0 mA，垂直 Micro-LED 的發(fā)射波長(zhǎng)首先從 454.5 nm 藍(lán)移到 451.4 nm，然后紅移到 452.7 nm。相比之下，側(cè)向 Micro-LED 的發(fā)射波長(zhǎng)從 454.5 nm 藍(lán)移到 450.5 nm，然后紅移到 453.2 nm（圖 7d）。觀察到的藍(lán)移效應(yīng)通常歸因于能帶填充效應(yīng)或量子限制斯塔克效應(yīng)的屏蔽，而紅移則是由于焦耳熱效應(yīng)。垂直結(jié)構(gòu) Micro-LED 改進(jìn)的電學(xué)和光學(xué)性能可以部分歸因于其更大的發(fā)光面積。對(duì)于側(cè)向Micro-LED，其發(fā)射面積減少了10%。這是由于需要在結(jié)區(qū)刻蝕通孔，從而形成n-接觸。但是，需要指出的是，垂直芯片略微增加的結(jié)面積 (10%) 并不能完全解釋光功率的大幅增加 (60%)。因此，我們認(rèn)為垂直 Micro-LED 光學(xué)性能的提高也與垂直器件結(jié)構(gòu)有關(guān)，垂直器件結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)出更好的電流擴(kuò)散。與垂直結(jié)構(gòu)相比，側(cè)向 Micro-LED 更快的光譜偏移不是由于結(jié)面積減小，而是與其他原因有關(guān)。在之前的一項(xiàng)研究中，盡管具有相同的側(cè)向器件結(jié)構(gòu)，但結(jié)面積較小的 Micro-LED 的光譜變化比較大的芯片要慢得多。因此，我們得出結(jié)論，不同的器件結(jié)構(gòu)是主要因素，而不是結(jié)面積的減少。垂直Micro-LED器件改善了電流擴(kuò)散和更好的散熱能力，進(jìn)而改善了垂直Micro-LED的光譜偏移。事實(shí)上，我們注意到隨著電流的增加，垂直 Micro-LED 器件的波長(zhǎng)紅移較慢，這意味著垂直 Micro-LED 在結(jié)區(qū)的發(fā)熱少于側(cè)向結(jié)構(gòu)。

圖7. （a）橫向Micro-LED（左）和垂直l Micro-LED（右）的示意圖和SEM圖像。(b) I-V，(c) 光輸出功率與電流曲線，和(d) 發(fā)射波長(zhǎng)與單個(gè)垂直 Micro-LED 的電流曲線。

在圖 8 中，我們進(jìn)一步表征了鍵合到硅背板的完整 8×8 陣列的電學(xué)和光學(xué)性能。如圖 8a 中的藍(lán)色方塊所標(biāo)記的，我們注意到 4 個(gè)像素沒有電學(xué)功能，很可能是由于倒裝鍵合引起的故障。在倒裝鍵合期間，我們注意到極少的 Micro-LED 器件相對(duì)于原始位置移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致它們沒有正確鍵合。優(yōu)化鍵合工藝將有助于減少當(dāng)前的缺陷像素。從 I-V 和 L-I 測(cè)量結(jié)果來看，所有其他 60 個(gè)像素都可以正常工作。我們通過測(cè)量 0.1 mA 的固定電流注入所需的電壓來檢查陣列的整體電氣均勻性，我們發(fā)現(xiàn)電壓在 2.8 v 和 3.0 v 之間變化，這意味著最大電壓變化約為平均值的 6.5%值（圖 8b）。同樣，我們?cè)?0.1 mA 的固定電流下檢查了整個(gè) 8×8 陣列的發(fā)射均勻性，發(fā)現(xiàn) 60 個(gè)功能像素的光功率從 160 μW 到 180 μW 不等，平均光功率為 175 μW（圖.8c)?？傮w而言，這些數(shù)據(jù)表明陣列的電學(xué)和光學(xué)均勻性是可以接受的，但需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，特別是鍵合工藝。在圖 8d 中，顯示了點(diǎn)亮 1、2、3 和 4 個(gè)像素的 micro-LED 器件的光學(xué)照片，表明垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 陣列中的每個(gè)像素都是真正可單獨(dú)尋址的。雖然這里只展示了一個(gè) 8×8 陣列來進(jìn)行概念驗(yàn)證，但我們相信該方法可以擴(kuò)展到開發(fā)更大尺寸、更高分辨率的微型顯示器，并且可以在可穿戴設(shè)備和 VR/AR 等領(lǐng)域找到各種應(yīng)用。

圖8. (a) 鍵合后 4 個(gè)不工作像素（藍(lán)色）和 60 個(gè)工作像素（綠色）的位置分布示意圖，（b）在 0.1mA 固定電流下所有 64 個(gè)像素的測(cè)量電壓圖，（c）在 0.1mA 注入下所有 64 個(gè)像素的測(cè)量輸出功率，和（d）分別點(diǎn)亮 1、2、3 和 4 個(gè)像素的 8x8 陣列對(duì)應(yīng)的Micro-LED顯示圖案。

垂直倒置顯示芯片優(yōu)勢(shì)最后，我們?cè)u(píng)估了具有可單獨(dú)尋址的 n 電極的倒裝微顯示器件結(jié)構(gòu)的潛在優(yōu)勢(shì)。對(duì)于傳統(tǒng)的側(cè)向 Micro-LED 器件，由于 P-GaN 在頂部，其局限性在于需要使用 PMOS 晶體管來驅(qū)動(dòng)器件（圖 9a）。然而，在載流子遷移率、導(dǎo)通電阻和開關(guān)速度方面，PMOS 晶體管的性能比 NMOS 晶體管差。為了達(dá)到相同的溝道電阻，PMOS的尺寸往往比NMOS大很多。如果采用本工作的新型倒置器件結(jié)構(gòu)，我們將能夠使用 NMOS 晶體管來驅(qū)動(dòng)垂直 Micro-LED 陣列（圖 9b）。因此，我們可以預(yù)見，通過把具有可單獨(dú)尋址的 n 觸點(diǎn)的倒置陣列與由 NMOS 晶體管制成的驅(qū)動(dòng)器背板集成在一起，將顯著提高開關(guān)速度，并獲得更高的顯示分辨率。

圖9. (a) 用于具有獨(dú)立 p電極的傳統(tǒng)橫向 Micro LED 的 PMOS 驅(qū)動(dòng)電路的示意圖，以及 b) 用于具有單一尋址n電極的垂直Micro-LED 的 NMOS 驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。

結(jié)論綜上所述，我們開發(fā)了一種新的Micro-LED顯示原型架構(gòu)，該架構(gòu)由轉(zhuǎn)移的垂直 Micro-LED 陣列組成，具有可單獨(dú)尋址的陰極和共享的陽極。這種倒置的Micro-LED器件結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的 Micro-LED 顯示架構(gòu)形成鮮明對(duì)比。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們提出了一些創(chuàng)新工藝，包括可轉(zhuǎn)印的垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 的制備、雙膠帶輔助轉(zhuǎn)移工藝，以及使用焊料凸點(diǎn)的背板集成鍵合，然后形成可單獨(dú)尋址的 n接觸線路。由于更好的電流擴(kuò)散和更好的散熱能力，轉(zhuǎn)印后的垂直結(jié)構(gòu)Micro-LED 顯示出優(yōu)于傳統(tǒng)側(cè)向結(jié)構(gòu)的電學(xué)和光學(xué)性能。通過連接到每個(gè)像素的集成 n 總線和器件轉(zhuǎn)移鍵合后形成的公共 p 電極，我們開發(fā)了一個(gè) 基于8×8 垂直 Micro-LED 的顯示原型器件，其中每個(gè)像素都可以真正獨(dú)立尋址。這種新穎的器件與由 NMOS 晶體管制成的驅(qū)動(dòng)器背板相結(jié)合，可以為開發(fā)具有更高開關(guān)速度、更高分辨率 Micro-LED 顯示器提供新的思路。