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2024 上半年 LED 显示行业的技术突破与创新展望
来源：
时间：2024-07-17 16:48:14
在当今竞争日益激烈的市场环境中，LED 显示行业从未停止探索的脚步，即便行业内卷加剧，仍坚持不懈地寻找独具特色的发展新路径。其中，技术性与功能性的突破无疑是关键的起始点。每一项新技术的问世，都凝聚着 LED 显示行业工作者的心血与智慧。2024 年，行业创新不断，新技术层出不穷。在此，我们对上半年 LED 行业令人瞩目的技术突破进行深入梳理与总结，与您一同领略这一领域的前沿发展。
钙钛矿 LED 领域新进展
近年来，钙钛矿 LED 的研究在国内外都如火如荼地开展着。国外方面，韩国科学技术院成功开发出了色纯度高达 100%的钙钛矿蓝光 LED。
据韩媒报道，KAIST 电气与电子工程部的李政龙教授研究团队于 7 月 10 日宣布，他们开创性地攻克了深蓝光钙钛矿 LED 在驱动电压变化时出现的颜色偏移及低照度难题。
该团队针对高色纯度钙钛矿 LED 中深蓝色区域长期存在的棘手问题，提出了富有创意的解决策略。传统上，由多种卤素离子混合构成的钙钛矿 LED，在不同驱动条件下常出现颜色波动，这是因为卤化物空位充当了卤素离子传输通道，从而引发了周围离子的连锁迁移效应。对此，研究团队提出了“氯化离子空缺靶向配体战略”，即认定晶体结构缺陷中的正离子空缺里，只有氯化离子空缺是特定的，并有效地消除了这些空缺。
研究团队表示，此项研究成功解决了混合卤素离子钙钛矿深蓝光 LED 长期以来颜色不稳定的问题，使钙钛矿深蓝光 LED 实现了超过 2000 尼特的亮度，缩小了与绿光和红光 LED 之间的差距，未来有望应用于 LED 显示屏。
在国内，西北工业大学黄维院士、南京工业大学朱琳副教授和常州大学王建浦教授团队在钙钛矿发光二极管（LED）研究领域取得重大突破。他们通过加快辐射复合速率，大幅提高荧光量子效率，使钙钛矿 LED 外量子效率突破 30%的大关，接近产业化水平。
该团队创造性地提出了一种调控晶体生长的方法，生成辐射复合速率更快的钙钛矿晶相，显著提高了荧光量子效率。同时，团队成功保持了三维钙钛矿的亚微米结构，确保器件的光提取效率不受影响，达成了双管齐下的良好效果。由此，这项研究实现了 96%的荧光量子效率和大于 30%的光提取效率，并进一步制备出了外量子效率达 32%的高效钙钛矿 LED，再度刷新了钙钛矿 LED 发光效率的世界纪录。
此外，王宁教授团队与合作者在 Nature 期刊发表了题为“Fabrication of red-emitting perovskite LEDs by stabilizing their octahedral structure”的研究论文。
该研究首次揭示了一种从根本上稳定纯碘基钙钛矿八面体结构单元的新机制，并论证了其在高效、稳定纯红色 PeLEDs 中的应用，有效解决了纯碘基钙钛矿难以在纯红光波段实现高效电致发光的科学难题，为基于三原色的钙钛矿显示技术增添了有力的一环，有望为未来的新型高清显示及信息技术提供关键的技术支撑。
Micro LED 领域新进展
在国外，首尔大学的研究团队开发出了柔性 Micro LED 连接技术。
据外媒报道，首尔国立大学电气与信息工程系教授 Yongtaek Hong 领导的研究小组宣布，团队成功研发出一种新技术，能够将 Micro LED 连接到柔性可拉伸的器件上。据悉，研究人员运用浸送涂层技术，将粘合剂前体有选择性地图案化到微型设备的表面。该粘合剂中含有铁磁颗粒，可以利用磁场自组装成各向异性链，通过这种方法能够提供低接触电阻来实现器件互连，并且在细间距端子之间不会产生电干扰。
这项技术不仅能够组装灵活可拉伸的 Micro LED 阵列，还可用于打造一种能够附着在皮肤上的 Micro LED 显示屏设备，用于检测人体温度并在显示屏上实现数据可视化。研究团队指出，这项新技术能够系统地集成高性能微电子器件，同时最大程度地提升柔性和可拉伸系统的机械性能，将为柔性显示的商业化作出重要贡献。
在国内，中国多所高校的研究人员联合开发了一种创新的自偏振 RGB 显示器件，该器件基于半极性 Micro LED 和钙钛矿薄膜材料构建，显著提升了背光技术的性能。这项研究由吴挺竹教授带领的团队完成。他们设计了独特的器件架构，其中包含能够发出固有偏振光的蓝色半极性 Micro LED。这些 Micro LED 不仅自身发光，还能作为激发光源，结合具有各向异性结构的钙钛矿颜色转换层，实现 RGB 全色偏振发光器件。
另外，嘉庚创新实验室厦门市未来显示技术研究院成功点亮了一款面向智能穿戴和移动终端的 1.63 英寸 Micro-LED 全彩显示模组，分辨率达到每英寸 403 像素，是我国目前采用巨量转移技术实现的较高分辨率产品。此项成果已在天马微电子公司完成落地转化，并将在地方显示产业推广应用。该技术成果被央视新闻联播报道为“我国目前采用巨量转移技术，在新型显示领域的新突破”。
资料显示，嘉庚创新实验室厦门市未来显示技术研究院搭建了全球领先的 2.5 代 Micro-LED 工艺示范线，并联合产业链上下游企业协同攻关。在外延结构设计、芯片工艺制造、转移集成等技术的开发过程中广泛引入先进的人工智能手段，大幅缩短研发周期，节约开发成本，提高良率和效率。针对 TFT 基 Micro-LED 显示面板工艺开发中关键的巨量转移技术，研究院研发团队仅用了不到半年的时间，就打通了高效率、高精度选择性激光转移、键合、检测与修复的全工艺制程，转移效率达 3600 万颗/小时（10000 颗/秒），实现了 99.999%的转移良率。
核/壳型胶体量子阱技术，显著提升 LED 器件的效率
据悉，中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）刘川教授、刘佰全副教授团队，在发光二极管（LED）领域取得关键进展。他们借助核/壳型胶体量子阱技术，精准调控激子动力学，有效减少了激子复合缺陷、平衡了电荷注入、抑制了胶体量子阱之间的能量转移。这一创新手段不仅显著提升了 LED 器件的效率，还成功将其与薄膜晶体管和电路板进行集成，实现了有源寻址，即呈现出“流水线”效果的显示。
胶体量子阱 LED 作为一种新型纳米晶 LED，以其高色纯度、窄半高宽的电致发光性能和可溶液加工等优势，在显示领域具备广阔的应用前景。团队通过深入研究不同壳层厚度的核/壳异质胶体量子阱对激子动力学的影响，揭示了激子产生与胶体量子阱壳层厚度之间的紧密依赖性。研究发现，在一定厚度范围内增加壳层厚度，可以显著提高辐射复合效率并降低俄歇复合，从而大幅提升胶体量子阱 LED 器件的整体性能。这一成果不仅为胶体量子阱 LED 的进一步研究和应用开辟了新的途径，也为未来显示和照明技术的发展提供了新的思路和策略。
“创新永不止步，未来充满变数”。这句话似乎印证了 LED 市场不断发展变化的真实写照。但值得注意的是，这也给各参与者提出了更高的要求，如何明确产品迭代的方向，选择差异化的发展路径从而赢得竞争？依旧是需要各企业深入思考的重要课题。值得关注的是，2024 上半年的多项新政策也涉及到 LED 显示产业。我们有理由坚信，在未来的时光里，中国 LED 显示产业将在政策的支持下持续进行研发突破与产业化落地，继续在全球科技舞台上占据重要地位。
“创新永不停歇，未来充满无限可能。”这句话恰如其分地诠释了 LED 市场蓬勃发展的核心要义。然而，这也意味着各企业面临更为严峻的挑战，如何精准把握产品迭代的方向，走出一条别具一格的差异化道路并成功突围？这是每一家企业都必须认真思考和应对的关键问题。值得一提的是，2024 年上半年出台的多项新政策也与 LED 显示产业息息相关。我们满怀信心地期待，在未来，中国 LED 显示产业将依托政策的有力支持，持续推进研发创新并实现产业化落地，在全球科技的大舞台上绽放更加耀眼的光芒。
钙钛矿 LED 领域新进展
近年来，钙钛矿 LED 的研究在国内外都如火如荼地开展着。国外方面，韩国科学技术院成功开发出了色纯度高达 100%的钙钛矿蓝光 LED。
据韩媒报道，KAIST 电气与电子工程部的李政龙教授研究团队于 7 月 10 日宣布，他们开创性地攻克了深蓝光钙钛矿 LED 在驱动电压变化时出现的颜色偏移及低照度难题。
该团队针对高色纯度钙钛矿 LED 中深蓝色区域长期存在的棘手问题，提出了富有创意的解决策略。传统上，由多种卤素离子混合构成的钙钛矿 LED，在不同驱动条件下常出现颜色波动，这是因为卤化物空位充当了卤素离子传输通道，从而引发了周围离子的连锁迁移效应。对此，研究团队提出了“氯化离子空缺靶向配体战略”，即认定晶体结构缺陷中的正离子空缺里，只有氯化离子空缺是特定的，并有效地消除了这些空缺。
研究团队表示，此项研究成功解决了混合卤素离子钙钛矿深蓝光 LED 长期以来颜色不稳定的问题，使钙钛矿深蓝光 LED 实现了超过 2000 尼特的亮度，缩小了与绿光和红光 LED 之间的差距，未来有望应用于 LED 显示屏。
在国内，西北工业大学黄维院士、南京工业大学朱琳副教授和常州大学王建浦教授团队在钙钛矿发光二极管（LED）研究领域取得重大突破。他们通过加快辐射复合速率，大幅提高荧光量子效率，使钙钛矿 LED 外量子效率突破 30%的大关，接近产业化水平。
该团队创造性地提出了一种调控晶体生长的方法，生成辐射复合速率更快的钙钛矿晶相，显著提高了荧光量子效率。同时，团队成功保持了三维钙钛矿的亚微米结构，确保器件的光提取效率不受影响，达成了双管齐下的良好效果。由此，这项研究实现了 96%的荧光量子效率和大于 30%的光提取效率，并进一步制备出了外量子效率达 32%的高效钙钛矿 LED，再度刷新了钙钛矿 LED 发光效率的世界纪录。
此外，王宁教授团队与合作者在 Nature 期刊发表了题为“Fabrication of red-emitting perovskite LEDs by stabilizing their octahedral structure”的研究论文。
该研究首次揭示了一种从根本上稳定纯碘基钙钛矿八面体结构单元的新机制，并论证了其在高效、稳定纯红色 PeLEDs 中的应用，有效解决了纯碘基钙钛矿难以在纯红光波段实现高效电致发光的科学难题，为基于三原色的钙钛矿显示技术增添了有力的一环，有望为未来的新型高清显示及信息技术提供关键的技术支撑。
Micro LED 领域新进展
在国外，首尔大学的研究团队开发出了柔性 Micro LED 连接技术。
据外媒报道，首尔国立大学电气与信息工程系教授 Yongtaek Hong 领导的研究小组宣布，团队成功研发出一种新技术，能够将 Micro LED 连接到柔性可拉伸的器件上。据悉，研究人员运用浸送涂层技术，将粘合剂前体有选择性地图案化到微型设备的表面。该粘合剂中含有铁磁颗粒，可以利用磁场自组装成各向异性链，通过这种方法能够提供低接触电阻来实现器件互连，并且在细间距端子之间不会产生电干扰。
这项技术不仅能够组装灵活可拉伸的 Micro LED 阵列，还可用于打造一种能够附着在皮肤上的 Micro LED 显示屏设备，用于检测人体温度并在显示屏上实现数据可视化。研究团队指出，这项新技术能够系统地集成高性能微电子器件，同时最大程度地提升柔性和可拉伸系统的机械性能，将为柔性显示的商业化作出重要贡献。
在国内，中国多所高校的研究人员联合开发了一种创新的自偏振 RGB 显示器件，该器件基于半极性 Micro LED 和钙钛矿薄膜材料构建，显著提升了背光技术的性能。这项研究由吴挺竹教授带领的团队完成。他们设计了独特的器件架构，其中包含能够发出固有偏振光的蓝色半极性 Micro LED。这些 Micro LED 不仅自身发光，还能作为激发光源，结合具有各向异性结构的钙钛矿颜色转换层，实现 RGB 全色偏振发光器件。
另外，嘉庚创新实验室厦门市未来显示技术研究院成功点亮了一款面向智能穿戴和移动终端的 1.63 英寸 Micro-LED 全彩显示模组，分辨率达到每英寸 403 像素，是我国目前采用巨量转移技术实现的较高分辨率产品。此项成果已在天马微电子公司完成落地转化，并将在地方显示产业推广应用。该技术成果被央视新闻联播报道为“我国目前采用巨量转移技术，在新型显示领域的新突破”。
资料显示，嘉庚创新实验室厦门市未来显示技术研究院搭建了全球领先的 2.5 代 Micro-LED 工艺示范线，并联合产业链上下游企业协同攻关。在外延结构设计、芯片工艺制造、转移集成等技术的开发过程中广泛引入先进的人工智能手段，大幅缩短研发周期，节约开发成本，提高良率和效率。针对 TFT 基 Micro-LED 显示面板工艺开发中关键的巨量转移技术，研究院研发团队仅用了不到半年的时间，就打通了高效率、高精度选择性激光转移、键合、检测与修复的全工艺制程，转移效率达 3600 万颗/小时（10000 颗/秒），实现了 99.999%的转移良率。
核/壳型胶体量子阱技术，显著提升 LED 器件的效率
据悉，中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）刘川教授、刘佰全副教授团队，在发光二极管（LED）领域取得关键进展。他们借助核/壳型胶体量子阱技术，精准调控激子动力学，有效减少了激子复合缺陷、平衡了电荷注入、抑制了胶体量子阱之间的能量转移。这一创新手段不仅显著提升了 LED 器件的效率，还成功将其与薄膜晶体管和电路板进行集成，实现了有源寻址，即呈现出“流水线”效果的显示。
胶体量子阱 LED 作为一种新型纳米晶 LED，以其高色纯度、窄半高宽的电致发光性能和可溶液加工等优势，在显示领域具备广阔的应用前景。团队通过深入研究不同壳层厚度的核/壳异质胶体量子阱对激子动力学的影响，揭示了激子产生与胶体量子阱壳层厚度之间的紧密依赖性。研究发现，在一定厚度范围内增加壳层厚度，可以显著提高辐射复合效率并降低俄歇复合，从而大幅提升胶体量子阱 LED 器件的整体性能。这一成果不仅为胶体量子阱 LED 的进一步研究和应用开辟了新的途径，也为未来显示和照明技术的发展提供了新的思路和策略。
“创新永不止步，未来充满变数”。这句话似乎印证了 LED 市场不断发展变化的真实写照。但值得注意的是，这也给各参与者提出了更高的要求，如何明确产品迭代的方向，选择差异化的发展路径从而赢得竞争？依旧是需要各企业深入思考的重要课题。值得关注的是，2024 上半年的多项新政策也涉及到 LED 显示产业。我们有理由坚信，在未来的时光里，中国 LED 显示产业将在政策的支持下持续进行研发突破与产业化落地，继续在全球科技舞台上占据重要地位。
“创新永不停歇，未来充满无限可能。”这句话恰如其分地诠释了 LED 市场蓬勃发展的核心要义。然而，这也意味着各企业面临更为严峻的挑战，如何精准把握产品迭代的方向，走出一条别具一格的差异化道路并成功突围？这是每一家企业都必须认真思考和应对的关键问题。值得一提的是，2024 年上半年出台的多项新政策也与 LED 显示产业息息相关。我们满怀信心地期待，在未来，中国 LED 显示产业将依托政策的有力支持，持续推进研发创新并实现产业化落地，在全球科技的大舞台上绽放更加耀眼的光芒。
