二维半导体为未来显示技术带来光明 ——张荣教授与合作团队在面向未来的Micro-LED显示技术上取得重大突破

Micro-LED是指以微米量级LED为发光像素单元，将其与驱动模块组装形成高密度显示阵列的技术。与当前主流的LCD、OLED等显示技术相比，Micro-LED在亮度、分辨率、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有跨代优势，是国际公认的未来显示技术。然而，Micro-LED的产业化目前仍面临诸多挑战。首先，小尺寸下高密度显示单元的驱动需求难以匹配。其次，产业界流行的巨量转移技术在成本和良率上难以满足高分辨率显示的发展需求。特别对于AR/VR等超高分辨应用，不仅要求分辨率超过3000PPI，而且还需要显示像元有更快的响应频率。

厦门市未来显示技术研究院张荣教授与南京大学、东南大学、天马微电子股份有限公司等单位合作提出了基于MoS2薄膜晶体管驱动电路、单片集成的超高分辨Micro-LED显示技术方案。团队开发出非“巨量转移”的低温单片异质集成技术，采用近乎无损伤的大尺寸二维半导体TFT制造工艺，实现了32 × 32阵列1270 PPI的高亮度、高分辨率微显示器，可以满足未来微显示、车载显示、可见光通讯等跨领域应用。其中，相较于传统二维半导体器件工艺，团队研发的新型工艺将薄膜晶体管性能提升超过200%，差异度降低67%，最大驱动电流超过200 μA/μm，优于IGZO、LTPS等商用材料，展示出二维半导体材料在显示驱动产业方面的巨大应用潜力。

原子级薄晶体管矩阵驱动的三维单片微型LED显示器

该研究成果撰文《Three-dimensional monolithic micro-LED display driven by atomically thin transistor matrix》并于2021年9月9日发表在Nature Nanotechnology上（通讯作者为王欣然教授、刘斌教授、施毅教授和张荣教授）。这是在国际上首次将高性能二维半导体TFT与Micro-LED两个新兴技术融合，为未来Micro-LED显示技术发展提供了全新技术路线。

编辑:嘉庚创新实验室