清华大学盛兴研究组开发了基于叠层式红、绿、蓝三色micro-LED的器件阵列

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图1. 堆叠RGB micro-LED阵列的概念图

随着智能可穿戴设备、增强现实和虚拟现实等新兴科技的兴起，高端显示技术已成为市场的迫切需求。相比于基于液晶和有机LED器件的显示技术，基于无机半导体材料的micro-LED显示具有亮度高、寿命长、能耗低、响应速度快等特点，是下一代新型显示技术的有力竞争者。然而，无机micro-LED显示技术仍然面临包括巨量器件集成在内的诸多关键技术难题，此外，micro-LED尺寸的减小也会带来器件性能恶化和制造难度增加等问题。

图2.堆叠RGB micro-LED阵列的示意图和实物图

本工作提出了一种叠层RGB micro-LED结构，与传统并排放置的RGB器件结构相比，在同等器件尺寸下，叠层结构比并排结构可将显示分辨率提升三倍，不仅提高了器件的发光性能，也降低了制备过程中对加工精度的要求。基于外延剥离和转移印刷的方法，将基于不同无机III-V族单晶半导体结构的薄膜式micro-LED，包括铟镓磷基（InGaP）红光LED、铟镓氮基（InGaN）绿光和蓝光LED（尺寸~100μm2，厚度~5μm）异质集成，形成垂直堆叠结构。此外，该设计还在堆叠结构中嵌入了一个具有波长选择性反射的薄膜界面层，以提升器件的光输出效率。结合成熟的平面化工艺，制作为可独立寻址控制的有源发光阵列，实现可见光波段全覆盖的多色显示。