新型顯示與照明技術(shù)所對(duì)應(yīng)的發(fā)光器件包括機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)、量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLEDs)、Micro-LED、鈣鈦礦發(fā)光二極管(PerLEDs)、石墨烯發(fā)光二極管等。當(dāng)前,OLED技術(shù)有點(diǎn)火, Micro-LED也不弱, QLED也在人們的視線里,不同顯示技術(shù)上,有不同的實(shí)現(xiàn)方法,也有各自的優(yōu)勢(shì),勝負(fù)尚未見(jiàn)分曉,不同顯示技術(shù)的進(jìn)展如何,顯示器件的關(guān)鍵技術(shù)以及相關(guān)的新型基板、面板制造工藝等技術(shù)進(jìn)展如何?顯示與照明技術(shù)格局會(huì)有怎樣的變化?

2017年11月1日-3日,SSL國(guó)際系列論壇在中國(guó)地區(qū)的年度盛會(huì)--第十四屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇將北京·順義·首都機(jī)場(chǎng)希爾頓酒店隆重舉行。本屆論壇(SSLCHINA 2017)將以全新形式和主題亮相北京,并與國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇(IFWS2017)同期舉行。論壇由國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、北京市順義區(qū)人民政府主辦。中關(guān)村科技園區(qū)順義園管理委員會(huì)、北京半導(dǎo)體照明科技促進(jìn)中心、北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司承辦,并得到了科技部、發(fā)改委、國(guó)標(biāo)委和北京市科委等主管部門的大力支持。

作為論壇的重要組成部分,新型顯示與照明技術(shù)分會(huì),由東旭光電科技股份有限公司、湖州明朔光電科技有限公司支持協(xié)辦,針對(duì)當(dāng)前顯示與照明領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿問(wèn)題,匯聚來(lái)自顯示、照明等不同領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外同行專家,權(quán)威解讀顯示、照明的發(fā)展脈動(dòng)。分會(huì)由蘇州大學(xué)教授廖良生和北京交通大學(xué)教授徐征共同坐鎮(zhèn)主持。

會(huì)上,來(lái)自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)副教授Jie SUN分享了“GaN光電器件CVD石墨烯透明電極應(yīng)用”報(bào)告。他表示,石墨烯是傳統(tǒng)的石墨剝離制備方法,制備大面積單層石墨烯具有挑戰(zhàn)性。最近開發(fā)了用于過(guò)渡金屬的石墨烯化學(xué)氣相沉積(CVD)方法。提出了一種新的非催化化學(xué)氣相沉積(相對(duì)于催化石墨烯CVD金屬)機(jī)制來(lái)解釋我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著CVD石墨烯轉(zhuǎn)移過(guò)程相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜。對(duì)直接生長(zhǎng)法的一些初步結(jié)果,13表明其在GaN光電子的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。
石墨烯是自2010年得到諾貝爾獎(jiǎng)以后得到了各個(gè)熱點(diǎn)的研究,在許多領(lǐng)域有了一個(gè)突出的應(yīng)用,比如說(shuō)顯示、生物醫(yī)藥等等;有人說(shuō)石墨烯是主導(dǎo)未來(lái)高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略性新型材料。另外一個(gè)是第三代半導(dǎo)體,是目前自主可控、可持續(xù)發(fā)展的信息化社會(huì)的材料基石,節(jié)能減排效果明顯,快速培養(yǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),促進(jìn)重大基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),應(yīng)用于雷達(dá)、光電探測(cè)預(yù)警系統(tǒng),對(duì)國(guó)家信息安全、國(guó)防建設(shè)意義重大,在未來(lái)有非常大的需求規(guī)模。

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所梁萌分享了“二位緩沖層氮化物異質(zhì)外延”研究報(bào)告;他介紹說(shuō),石墨烯緩沖層氮化物異質(zhì)外延,初步實(shí)現(xiàn)了石墨烯界面氮化物成核,石墨烯邊界與Bridge site,將優(yōu)先成核位置。我們?cè)谑┥蟻?lái)進(jìn)行一個(gè)類似納米柱上的生長(zhǎng),做了一些研究,通過(guò)調(diào)整晶核生長(zhǎng)得到納米柱的結(jié)構(gòu),在圖形化的襯底上也長(zhǎng)出來(lái)一些趨向比較一致的石墨烯的納米柱,但是這根趨向一致性主要是硅的襯底,因?yàn)槭┦菃渭兊牟牧希┥L(zhǎng)會(huì)受到襯底的影響,所以硅是單層多層,單層的話趨向是非常一致的,層數(shù)變多會(huì)有一定的紊亂,加氮受到襯底的影響是很大。在非晶襯底上發(fā)現(xiàn)納米的生長(zhǎng),我們進(jìn)一步成膜增長(zhǎng),結(jié)合起來(lái)晶體是比較差。在藍(lán)寶石襯底上做了一個(gè)成膜生長(zhǎng),在藍(lán)寶石上分別是500和2000多,我們現(xiàn)在的數(shù)據(jù)可以做到100多。多層石墨烯的實(shí)驗(yàn),會(huì)影響趨向一致性,層數(shù)越多影響越明顯,這是在硅上的一個(gè)石墨烯的生長(zhǎng),在硅上能看出來(lái)趨向一致性明顯變差。

耶魯大學(xué)研究科學(xué)家宋杰分享了“納米孔GaN作為高反射和熔覆層的III族氮化物激光器”報(bào)告。他表示,我們制備了由納米孔狀的GaN和無(wú)孔GaN薄膜的周期結(jié)構(gòu)組成的布拉格反射層,通過(guò)4~5對(duì)的DBR層就獲得了高達(dá)99.9%的放射率,并且顯著地提高了激光二極管結(jié)構(gòu)中的光學(xué)限制因子,使得閾值材料gain降低至400cm-1,比之前報(bào)道的低了二倍,表明我們可以顯著地降低激光器的開啟閾值電流以及提高光電轉(zhuǎn)化效率。同時(shí),我們也采用納米孔狀的GaN和無(wú)孔GaN組成的布拉格反射層引用到VCSEL結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)了光激射的VCSEL。

中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員劉建平在做“鎵氮基藍(lán)光與綠光激光二極管的發(fā)展”報(bào)告時(shí)表示,對(duì)GaN基藍(lán)色和綠色的激光二極管(LD)的研究已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注,在過(guò)去的幾年里,為了滿足激光顯示應(yīng)用的需求。我們提高了發(fā)光均勻性和減少基藍(lán)光LD結(jié)構(gòu)面自支撐GaN襯底上生長(zhǎng)GaN的內(nèi)部損失。同質(zhì)外延GaN層的形貌是由邊角料取向和GaN襯底角度很大的影響。并且通過(guò)工程InGaN/GaN量子阱的界面,我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了綠色激光器結(jié)構(gòu)1.85 kA cm-2低閾值電流密度。在室溫連續(xù)波作用下,綠光LD的輸出功率為100毫瓦。

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所副研究員楊華在介紹了照明與顯示技術(shù)的集成框架研究報(bào)告。他表示,技術(shù)、成本和應(yīng)用場(chǎng)景是照明與現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合的關(guān)鍵因素。通過(guò)對(duì)光源技術(shù)發(fā)展的分析目前主要的照明技術(shù)與顯示技術(shù)的基本架構(gòu)、控制難度和成本組成。給出了照明與現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合的技術(shù)與成本條件。同時(shí)對(duì)照明與現(xiàn)實(shí)技術(shù)融合的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了分類分析。
照明和顯示的融合是隨著燈具技術(shù)適應(yīng)更多樣化的需求以及顯示控制技術(shù)成本的降低,使得產(chǎn)品既能提供一定顯示功能,同時(shí)也能夠提供照明功能技術(shù)趨勢(shì),它主要涉及到的技術(shù)內(nèi)容可能包括廉價(jià)怎么降低成本,耐用性,如果采用嵌入式等形式,涉及多結(jié)構(gòu)還有其他的技術(shù),如果到處有這樣的終端,可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)內(nèi)容服務(wù)的需求,外延上面最初步的可能是簡(jiǎn)單集成工具,把燈具和顯示器簡(jiǎn)單的結(jié)合在一起,如果真正的實(shí)現(xiàn)單位式的融合,比如我們做成窗戶,做成繪畫和藝術(shù)品,做基本的做成墻。顯示和照明是生活中LED應(yīng)用的主要方向,有可能存在兩者融合發(fā)展的需求,這個(gè)需要我們?cè)诠馍锓矫婧透咝实钠骷矫孀龈嗟墓ぷ鳌?/div>
近年來(lái)高分辨率、高PPI的Micro-LED顯示技術(shù)正吸引著越來(lái)越多的關(guān)注。相比起其他顯示器件,Micro-LED具有優(yōu)越的自身優(yōu)勢(shì)如自發(fā)光、高亮度、高效率、低功耗、長(zhǎng)壽命、極其寬廣的工作環(huán)境等,使得Micro-LED有望在多項(xiàng)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)揮其特點(diǎn)。比如它可以在強(qiáng)光照的條件下依然保持高顯示質(zhì)量,因而被看作是最具競(jìng)爭(zhēng)力的戶外顯示方式。

南方科技大學(xué)副教授劉召軍在分享“可編程有源矩陣Micro-LED顯示器的設(shè)計(jì)與制作”報(bào)告中表示,Micro-LED還可以被用于微型投影儀,不僅所需光路簡(jiǎn)單還可以大大提高整個(gè)系統(tǒng)的光利用率。Micro-LED在可穿戴器件應(yīng)用中也炙手可熱,適用于低功耗高亮度大視角的頭戴式眼鏡等應(yīng)用場(chǎng)景。此外,基于氮化鎵材料的Micro-LED在多種極端環(huán)境下依然能保持高度穩(wěn)定性和可靠性,這使得其在特種應(yīng)用方面前景更加廣闊。劉教授重點(diǎn)對(duì)介紹了 Micro-LED的電學(xué)特性和最優(yōu)化設(shè)計(jì); 電流控制電流源設(shè)計(jì)架構(gòu)的有源選址Micro-LED像素驅(qū)動(dòng)電路。Micro-LED有源驅(qū)動(dòng)背板中的光致漏電流問(wèn)題及其解決方法。他希望通過(guò)這些設(shè)計(jì)思路為廣大Micro-LED研究單位和公司顯示提供良好的基礎(chǔ)。

臺(tái)灣交通大學(xué)的教授郭浩中在“基于量子點(diǎn)氣溶膠噴射技術(shù)的高性能全彩微顯示器”報(bào)告中指出,目前,光利用效率(LUE)液晶顯示器仍低于2.8%。大多數(shù)無(wú)源元件,如彩色濾光片,可以吸收來(lái)自LED背光的大量光子。因此,為了滿足預(yù)期的輸出發(fā)光,顯示器的工作功率必須大于所需功率的十倍,而RGB量子點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)全彩色顯示和解決LCD系統(tǒng)低光利用效率問(wèn)題的一個(gè)很好的備選方案。量子點(diǎn)具有高的量子產(chǎn)率、尺寸依賴的發(fā)射波長(zhǎng)和窄的發(fā)射半峰等特性。本研究報(bào)告了一種全彩色LED顯示屏,它采用紫外量子點(diǎn)技術(shù)通過(guò)氣溶膠噴射印刷技術(shù)將紫外微LED陣列與282英寸每英寸(PPI)的全彩色顯示器相結(jié)合。

復(fù)旦大學(xué)的副教授田朋飛則帶來(lái)了“基于微LED與鈣鈦礦量子點(diǎn)結(jié)合的高帶寬白光通信系統(tǒng)”報(bào)告。他表示,可見(jiàn)光通信是一種先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù),它可以將固態(tài)照明和光通信結(jié)合在一起。由大尺寸的藍(lán)光LED和黃色熒光粉組成的白光LED是常用的固態(tài)照明光源,但是黃色熒光粉的調(diào)制帶寬很低,限制了白光LED的最高數(shù)據(jù)通信速率,因而需要發(fā)展新型高帶寬白光LED。他介紹了一種新型高帶寬白光系統(tǒng),使用藍(lán)光氮化鎵基霯ED來(lái)激發(fā)具有黃色發(fā)光光譜的鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbBr1.8I1.2來(lái)實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)可見(jiàn)光通信。
近年來(lái),有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)已經(jīng)吸引了相當(dāng)?shù)年P(guān)注,由于有源矩陣OLED顯示器(AMOLED)成功引入到移動(dòng)電話和OLED電視。鑒于其卓越的顯示質(zhì)量(色域、對(duì)比度、響應(yīng)時(shí)間等)和獨(dú)特的外形特征(薄而輕,靈活,和保形能力),OLED已經(jīng)成為當(dāng)前和未來(lái)的顯示應(yīng)用優(yōu)質(zhì)的選擇,從移動(dòng)顯示器、電視、可穿戴設(shè)備、汽車展示、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR / AR),等。

維信諾OLED顯示器先鋒立足中國(guó),一直專注于OLED技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模生產(chǎn)OLED產(chǎn)品。維信諾高級(jí)技術(shù)研究院高級(jí)技術(shù)人員陳建平分享了“AMOLED顯示屏:技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用”主題報(bào)告。他表示,2015年我們已經(jīng)開始有批量生產(chǎn)的玻璃為基礎(chǔ)的剛性AMOLED面板。最近,我們已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步為基礎(chǔ)的柔性基板AMOLED, G6代柔性AMOLED面板線2018年也將投產(chǎn)。

蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院教授馮敏強(qiáng)在“高效白光OLED材料及器件工程”。主要介紹什么做白光OLED及應(yīng)用,并從材料、合成器件的研究,把OLED的效率提高。

德國(guó) ALLOS semiconductors GmbH 總裁Alexander LOESING分享了“用于微LED的具有精確應(yīng)變控制和優(yōu)異發(fā)射均勻性的200mm硅基鎵氮LED外延片”報(bào)告。他表示,精準(zhǔn)的應(yīng)變控制對(duì)硅基鎵氮的晶圓,能夠通過(guò)結(jié)合形成中間層來(lái)獲得,能夠讓我們有精確的應(yīng)變控制,之前產(chǎn)業(yè)是沒(méi)有想象過(guò)的,能夠讓我們實(shí)現(xiàn)剛剛說(shuō)的五大特點(diǎn)。問(wèn)題是什么? 副作用是什么?我們看沒(méi)有幅面的作用,對(duì)于我們生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理,如有出入敬請(qǐng)諒解!)
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