當前,新型冠狀病毒仍在持續(xù),對產(chǎn)業(yè)及企業(yè)造成了一定程度的影響,也牽動著各行各業(yè)人們的心。在此形勢下,中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)、極智頭條,在國家半導(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)盟指導(dǎo)下,開啟疫情期間知識分享,幫助企業(yè)解答疑惑。
以下是復(fù)旦大學副教授田朋飛帶來了題為“Micro-LED顯示全彩化關(guān)鍵技術(shù)—材料生長、轉(zhuǎn)移打印和顏色轉(zhuǎn)換”的精彩主題分享。
Micro-LED近年來發(fā)展迅速,MicroLED由多量微型LED點陣組成,具有自發(fā)光、高亮度、長壽命,反應(yīng)快速,高亮度、超高分辨率與色彩飽和度,可實現(xiàn)透明和柔性顯示,自由拼接大小和形狀等優(yōu)點,未來發(fā)展及應(yīng)用潛力巨大,其技術(shù)發(fā)展備受業(yè)界關(guān)注。
本期報告中從材料生長、轉(zhuǎn)移打印和顏色轉(zhuǎn)換等角度,詳細分享了Micro-LED顯示全彩化關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢。
Micro-LED領(lǐng)域開創(chuàng)性貢獻團隊
美國德克薩斯州立大學Hongxing Jiang團隊:首次提出Micro-LED的概念,發(fā)展Micro-LED顯示技術(shù),創(chuàng)建III-N Technology公司。
英國斯特拉思克萊德大學Martin Dawson團隊:首次集成CMOS和Micro-LED陣列、集成Micro-LED/顏色轉(zhuǎn)換材料,發(fā)展全彩色Micro-LED顯示;首次實現(xiàn)Micro-LED顯示和高速可見光通信系統(tǒng)集成;首次實現(xiàn)Micro-LED熒光壽命探測系統(tǒng);首次實現(xiàn)Micro-LED應(yīng)用于光遺傳學;首次使用Micro-LED激發(fā)有機激光器;發(fā)展了納米級精度PDMS轉(zhuǎn)移打印技術(shù);創(chuàng)建mLED公司。
美國西北大學John Rogers教授團隊:柔性電子學開創(chuàng)者;發(fā)明了使用PDMS轉(zhuǎn)移Micro-LED陣列的技術(shù),突破了柔性、全彩色Micro-LED的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù);高度發(fā)展了Micro-LED用于顯示、光遺傳學等的異質(zhì)集成技術(shù);創(chuàng)建X-celeprint等公司。
結(jié)合單個Micro-LED典型制備流程,Micro-LED陣列制備,報告詳細介紹了Micro-LED結(jié)構(gòu)與襯底剝離技術(shù)。
Micro-LED顯示全彩化關(guān)鍵技術(shù)
Micro-LED顯示全彩化關(guān)鍵技術(shù)涉及材料生長、轉(zhuǎn)移打印、顏色轉(zhuǎn)換等方面,其中材料生長技術(shù)涉及到選區(qū)生長納米線LED、選區(qū)生長core-shell納米線LED、生長多色量子阱結(jié)構(gòu)Micro-LED、納米環(huán)LED等多個方面。
轉(zhuǎn)移打印的角度,報告詳細介紹了PDMS stamp制備、Van der Walls 轉(zhuǎn)移技術(shù)、液相毛細管力鍵合、非接觸式轉(zhuǎn)移、Roll-to-roll 轉(zhuǎn)移、激光選擇性釋放、靜電吸附、電磁吸附(ITRI)、流體自組裝轉(zhuǎn)移、流體擴散轉(zhuǎn)移等技術(shù)進展。
對于Micro-LED顯示全彩化關(guān)鍵技術(shù)中的顏色轉(zhuǎn)換,報告詳細介紹了量子點色轉(zhuǎn)換及改進,紫外自對準固化、無機薄膜材料色轉(zhuǎn)換等技術(shù)進展。
關(guān)于復(fù)旦大學micro-LED團隊
1.復(fù)旦大學Micro-LED團隊
研究團隊:復(fù)旦大學信息科學與工程學院、電光源研究所、工程與技術(shù)研究院超越照明研究所多位教授、10余名博士、碩士研究生。
合作團隊:Strathclyde 大學Martin Dawson(愛丁堡皇家學會院士)、深圳第三代半導(dǎo)體研究院閆春輝團隊、臺灣交通大學郭浩中團隊、復(fù)旦大學郭睿倩、遲楠、方志來、張國旗團隊、北京大學、微電子所、廈門大學,正在開展與 UCSB、愛丁堡大學團隊的合作。
2.復(fù)旦大學研究平臺
完備的Micro-LED工藝、測試、系統(tǒng)集成實驗平臺:復(fù)旦大學微納加工和器件實驗室、教育部985“微納電子科技創(chuàng)新平臺”、上海智能電子與系統(tǒng)研究院、上海碳化硅功率器件工程與技術(shù)研究中心。
3.復(fù)旦大學Micro-LED研究
4.Micro-LED基礎(chǔ)科學問題研究
5.Micro-LED異質(zhì)集成:器件轉(zhuǎn)移、與量子點集成
6.Micro-LED顯示、可見光通信系統(tǒng)集成
小結(jié)及前景展望
本報告總結(jié)了近年來的各種Micro-LED顯示全彩化技術(shù),包括生長技術(shù)、轉(zhuǎn)移打印技術(shù)、顏色轉(zhuǎn)換技術(shù)。
生長技術(shù)在結(jié)構(gòu)和機理的研究上已經(jīng)取得了很大的進展,這在高分辨率和高效率的Micro-LED顯示全彩化應(yīng)用中有巨大的潛力。然而,驅(qū)動器與Micro-LED陣列的集成以及效率的提高是該技術(shù)面臨的巨大挑戰(zhàn)。
轉(zhuǎn)移打印技術(shù)已被許多公司廣泛使用,但是成本和產(chǎn)量是該技術(shù)發(fā)展的主要障礙。
顏色轉(zhuǎn)換技術(shù)可實現(xiàn)低成本和高PPI的Micro-LED顯示全彩化。然而,材料的能量損失,低效率和不穩(wěn)定性仍然是需要進一步地解決。
目前,Micro-LED顯示市場仍處于起步階段,尚未大規(guī)模量產(chǎn)。這不僅是機遇,也是挑戰(zhàn)。
許多企業(yè)(三星,索尼,夏普,京東方等)已經(jīng)投資了用于Micro-LED顯示全彩化的關(guān)鍵技術(shù),例如轉(zhuǎn)移打印技術(shù)。在衍生產(chǎn)品方面,主要的制造商也已提前開始相關(guān)研究。
對于終端應(yīng)用,大型戶外和商用顯示器將首先出現(xiàn),其次是汽車和可穿戴顯示器。未來,隨著世界范圍內(nèi)關(guān)鍵技術(shù)地迅速發(fā)展,大面積、低成本、高效率的Micro-led顯示屏有望成為未來的重要顯示技術(shù)。