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南方日报:发光材料与器件国家重点实验室彭俊彪团队:突破技术垄断 让显示屏“卷起来”

时间:2018-04-16 10:40      发布人:何秋云      阅读:44


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         “经过两轮答辩,评审专家很认可我们的成果。”获得2017年广东省技术发明一等奖后,华南理工大学材料科学与工程学院彭俊彪教授有感而发:“这也是团队共同努力而‘水到渠成’的结果。”

          在彭俊彪团队核心科研成果的支撑下,华南理工大学联合广州新视界光电科技有限公司,研制出国内第一块氧化物薄膜晶体管(TFT)技术的柔性新一代半导体(AMOLED)显示屏,在超清柔性显示领域打上广东“智”造的烙印。

        科研往往走在技术应用的前沿,产业化的窗口期短而紧迫。近日,彭俊彪表示,期待团队的核心技术早日实现落地、量产,抢下先手棋,助力广东和中国创新驱动发展。

8年磨一剑

超清柔性屏引起轰动

        从显示器诞生之日起,人们就没有停止过对高分辨率、全彩色显示的追求。从上个世纪60年代的显像管真空技术、90年代的液晶技术,再到21世纪初超薄有机发光技术……显示产业的技术迭代日新月异。

        20138月,一块厚度0.01毫米,重量不到1克的薄膜的问世引起了显示产业界的轰动。这是国内首块氧化物薄膜晶体管技术的全彩色柔性AMOLED显示屏,由华南理工大学联合新视界公司自主研发。彭俊彪说,没有哪个企业敢把柔性屏展示出来让观众把玩,但是我们有这个自信。

        华南理工大学团队突破了柔性高清显示屏集成关键技术,采取了全新的薄膜封装制备技术,使得柔性屏耐弯不卷曲。这款柔性屏经过检测,弯折10万次以上,屏幕的亮度仅下降约4.5%

       显示屏是否能够发挥高分辨率、窄边框、集成度高等特性还有一个关键要素,那就是电子通过薄膜晶体管器件中的半导体材料的速度,这个指标在业内称为“迁移率”。

       为了优化改善迁移率性能,华工的科研团队用了8年时间。彭俊彪在调研时发现,国内的半导体材料生产线中,非晶硅材料迁移率低,已经不能满足AMOLED显示屏的需求。如果采用国外发明的商用氧化物半导体的材料,尽管迁移率较非晶硅材料的有所提高,但是由于知识产权被国外垄断,设备和材料全部依赖进口。

       “肯定还有更优的组合,实现更好的性能。”彭俊彪说。他带领团队,决定从氧化物里寻找替代材料。整个氧化物谱系中,各种配比的元素数不胜数。从2008年到2016年,他们经过理论计算、夜以继日地反复实验,经历无数失败的尝试,终于发明了镧系稀土掺杂氧化物的新材料体系,测出的稳定电子迁移率高达1255px2/Vs

         新材料体系的电子迁移率,比目前国际知名产商韩国LG公司的产品提高3倍,比夏普公司的提高5倍。使用新材料的器件实现了700PPI的超高分辨率显示,比iPhone X的分辨率高40%

产学研互利互补

跻身“国家队”考察名单

        广东是显示产业大省,包括电视、手机、电脑等终端产品,全产业链生产产值将近2000亿元。目前这个产业迅速更新,处于往技术引领方向发展的关键时期。

         20108月,为了推动科研成果更快更好地转化,华南理工大学与创维集团合资,孵化了广州新视界光电科技有限公司,形成一个与高校紧密协作的产学研合作平台。

        “高校、实验室和企业形成了互补互利的局面。”彭俊彪说。公司依托华工发光材料与器件国家重点实验室,有强大的技术支撑。国内第一台氧化物薄膜晶体管技术的柔性AMOLED显示屏就是在公司的中试平台中诞生的,在业内打响第一炮。

        每当华南理工大学的科研团队有成果出来,新视界公司就成为链接产业和科研的“桥头堡”。成果通过重复性和稳定性更高的工艺型设备制成样品,再推向市场。

         彭俊彪告诉记者,虽然团队研发的新材料还未获得主流厂商的大规模应用,但是已经跻身“国家队”企业技术支撑名单。目前,京东方集团、信利半导体公司等都对该项技术产生兴趣,并进行不同程度的量产论证。