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发光二极管(LED)作为通用照明产品得到了广泛的应用。微米尺寸LED(即MicroLED通常小于100μm)作为显示技术的核心元器件,具有亮度高、功耗低、响应速度快、能与大规模集成电路结合等优点,可以满足智能穿戴显示的需求。本论文中介绍了不同类型的微显示技术。对50μm×50μm元像素电路进行了设计和拟合计算。基于3套光掩模(photomask)工艺,在6英寸蓝宝石衬底蓝光GaInN外延片上制作了显示区域为9.6mm×5.4mm,对角线尺寸为0.42英寸;面取数为100;分辨率为480×270(1/16高清);像素密度为1310 PPI(Pixel Per Inch);像素点距为20 μm的蓝色LED微显示器件。并对所制作蓝色LED微显示器件的光电特性进行了表征。研究内容包括:针对 LTPS TFT(Low Temperature Poly Silicon Thin Film Transistor)低温多晶硅薄膜晶体管存在阈值电压离散和漂移现象,验证了使用LTPS TFT驱动MicroLED像素阵列的可行性。本论文采用5T1C(5 Thin Film Transistor 1 Capacitor)像素电路,使用Spice软件进行拟合,得出当驱动TFT阈值电压为0.9 V,阈值电压变化量在ΔV=±0.3V(33%)范围内,驱动电路输出电流变化比例为7.7%,表明5T1C的像素驱动电路设计具有良好的补偿特性,可以有效消除驱动阈值电压的离散和漂移问题,用于驱动MicroLED像素阵列。表征和分析了 6寸蓝宝石衬底GaInN蓝光外延片的翘曲、P层和N层电阻率、表面缺陷,以及这些因素对LED微显示器件制作工艺和显示特性的影响。对LED微显示器件的光电特性进行了测试,得到了 LED微显示器件在驱动电压2.65 V,电流密度为1 A/cm2时,亮度可达到7000尼特以上;器件峰值波长为454 nm,半高宽为20 nm;CIE1931色坐标值为(0.1468,0.0312);器件外量子效率达10.05%;器件电流效率为0.73cd/A;器件显示亮度均匀性为90%,所测器件的部分光电特性指标达到行业先进水平。