田朋飞 著
上海交通大学出版社
光电显示是人机交流信息的窗口，广泛运用于手机、打算机、虚拟现实、增强现实等领域。基于第三代半导体材料氮化镓的Micro-LED 新型显示具有高发光效率、高亮度、相应韶光短和可靠性好的优秀特性，被行业誉为继LCD和OLED显示的下一代显示技能。近年来，Micro-LED 显示成为一个热门的研究方向，受到了国内外家当界和学术界的高度重视。氮化镓基LED照明技能的发展促进了LED外延、芯片工艺、封装技能的突飞年夜进，这也有助于LED技能的进步，然而Micro-LED 在外延成长、芯片制备、封装、运用技能层面与照明LED技能具有实质的不同，须要从各个层面全方位地打破Micro-LED显示技能，来实现Micro-LED显示的大规模商业化。并且，Micro-LED 除了显示功能外，还在可见光通信、光电镊子、生物医学等领域具有独特的上风。目前，Micro-LED技能是国际竞争关键科技焦点之一。但是过去几十年，在半导体显示方面的核心技能一贯处于日韩等企业的垄断局势， micro-LED显示关键半导体材料是用的氮化镓，属于第三代半导体（也称为宽禁带半导体），不管从材料、制造以及装备，中国半导体显示行业都遭遇了外部的强大压力，为理解决半导体显示“卡脖子”问题，中国也在“十四五”方案中大力投入对Micro-LED技能的研究，中心和地方政府也密集出台政策支持新型显示核心技能的发展。上海交通大学出版社重磅推出《Micro-LED显示技能》一书，精彩内容一睹为快！
Micro-LED显示技能——政策导向
※2021年3月13日，《中华公民共和国国民经济和社会发展第十四个五年方案和2035年远景目标纲要》发布，个中“集成电路”领域，特殊提出碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体也便是行业人士关注的第三代半导体要取得发展。micro-LED显示关键半导体材料是用的氮化镓，属于第三代半导体（也称为宽禁带半导体）。
※2021年5月13日，国家重点研发操持启动履行“新型显示与计策性电子材料”重点专项。本重点专项总体目标是：面向国家家当安全、计策产品及重大工程培植需求，以知足关键领域重点电子材料急需为目标，打破新型显示家当运用关键核心技能，打通创新链，打破计策性电子材料制备与运用各环节的共性关键技能，保障我国信息、能源、交通、高端装备等领域核心电子材料和器件的自主供给。
※2021年7月6日，福建省政府发布《福建省“十四五”制造业高质量发展专项方案》，着力占领OLED蒸镀工艺、彩色电子纸、Mini/Micro LED等一批关键技能，加快3D显示、激光显示等新型显示技能研发布局。
2021年7月21日，上海市公民政府办公厅于印发《上海市计策性新兴家当和先导家当发展“十四五”方案》，新型显示方面重点加大在AMOLED微显示、量子点等新技能领域上的布局。
2021年8月3日, 重庆市政府印发《重庆市制造业高质量发展“十四五”方案（2021—2025年）》（以下简称《方案》）。《方案》指出，重庆市将重点培植一批具有全国影响力的计策性新兴家当集群，涉及新一代信息技能、新能源及智能网联汽车、高端装备、新材料、生物技能和绿色环保6类家当。个中，新一代信息技能包括半导体、新型显示、新型智能终端、前辈传感器及智能仪器仪表、新型电子元器件及软件。新型显示方面重点发展AMOLED、micro-LED等面板、模组及显示终端；基板玻璃、盖板玻璃等材料；激光显示、激光电视；4K/8K超高清电视内容。
2021年8月9日，广东省公民政府印发《广东省制造业高质量发展“十四五”方案》。方案涉及三大发展方向，一是谋划发展十大计策性支柱家当：新一代电子信息、绿色石化、智能家电、汽车、前辈材料、当代轻工纺织、软件与信息做事、超高清视频显示、生物医药与康健、当代农业与食品。个中，在十大计策性支柱家傍边，智能家电和超高清视频显示与LED照明和显示行业息息相关。方案显示，加快打破超高清视频 SoC (系统级) 芯片、数据传输芯片、高端CMOS (互补金属氧化物半导体) 图像传感器芯片等核心零部件。重点支持发展OLED、AMOLED、Micro-LED、QLED、印刷显示、量子点、柔性显示、石墨烯显示等新型显示技能。
《Micro-LED显示技能》独家解读
亮点一：助力未来颠覆性显示技能创新
Micro-LED显示技能作为下一代新型显示技能，将引领显示技能的创新发展。本书从Micro-LED显示的现状、历史和发展趋势以及Micro-LED器件的关键制备技能等方面对这种新型的显示技能做了较全面的论述。重点梳理了Micro-LED的尺寸效应、温度效应、光谱特性、光提取效率、光电相应、可靠性等根本科学问题的研究，详细深入论述了显示驱动、全彩色显示技能的主要进展，系统先容了Micro-LED在可见光通信、无掩模直写、泵浦有机激光器、荧光寿命探测、光电镊子、光遗传学等领域的前沿运用。
亮点二：推动Micro-LED显示技能家当化发展
新型显示家当是国民经济发展的计策型家当，本书结合Micro-LED显示技能的性能特点、制造工艺流程和家当运用，剖析了外延成长技能、芯片工艺流程、衬底剥离、键合、巨量转移、颜色转换、显示驱动等技能。通过显示家当材料、工艺设备、芯片制造、终端运用百口当链的高下游协同创新，快速打破 Micro-LED 量化生产关键技能，将提升 Micro-LED 的家当化技能能力，带来新一轮显示技能升级换代。
亮点三：探索Micro-LED前沿研究进展
随着micro-LED技能的发展，在未来的智能社会里，micro-LED将不仅仅局限于显示运用，其还将与光通信、医疗探测、智能车灯等运用领域结合，成为变革性的下一代显示技能。本书论述了micro-LED显示与可见光通信集成的智能micro-LED显示系统、micro-LED用于光电探测器和无线充电的新型系统，以及运用于无掩模光刻、泵浦有机激光器、荧光寿命探测、光电镊子、生物医学的前沿进展。
序 言
信息、能源与材料技能是构成当代人类文明的主要支柱。随着人工智能在当代社会的运用和发展，信息的获取、存储、通报、处理、输出日益主要，人类须要在人机界面中得到声音、图像、视频等信息，个中视觉信息是人类获取外部天下信息的紧张办法，因此，信息显示技能成为国际上竞争激烈的关键技能。从材料发展的角度来看，第三代半导体材料对显示技能的发展影响重大，氮化镓基高效率白光发光二极管（ LED）作为背光源，促进了液晶显示器（LCD）的发展，大屏幕 LED 显示屏也利用了氮化镓基 LED作为显示屏的像素点，micro-LED显示更是得益于高效率半导体发光材料和器件技能的发展。Micro-LED 显示涉及信息显示、第三代半导体等多个领域，其具有家当链长、门槛高、寻衅性大的特点，micro-LED 显示技能的商业化对我国节制显示领域核心技能将起到主要浸染。
目前，LCD和有机电致发光显示器（OLED）霸占市场主导地位，它们紧张运用于手机、电视、打算机等领域，但是人们对显示器性能的追求是无止境的，尤其是近年来虚拟现实（VR）、增强现实（ AR）、超大屏幕显示等运用对显示器性能提出了更高的哀求，我们须要发展更高性能的显示技能。其余，超大尺寸小间距 LED 显示也在向具有更小间距的 mini-LED 显示以及micro-LED 显示发展，传统 LED 照明行业的高速发展也有助于micro-LED效率的大幅度提高，这些都匆匆使micro-LED显示进入人们的视野。Micro-LED 显示的效率、亮度、相应韶光、可靠性都优于 LCD和 OLED 显示技能，成为下一代显示技能的优先选择。Micro-LED 显示技能在国际上已经有 20年的发展进程，在海内的发展相对较晚，近五年来其逐步引起国内外研究者的高度重视，大量的研究机构和公司投入巨资研发 micro-LED显示技能，随着技能的成熟、规模化的生产、本钱的降落，micro-LED 显示技能必将很快成为显示技能市场的主要组成部分。
该书的作者十余年来一贯在 micro-LED技能领域事情，在micro-LED显示根本科学和关键技能领域做出了一系列卓有成效的事情，并探索了micro-LED在可见光通信等方面的运用，多项成果在国内外产生较大影响。作者在本书中融入自身在micro-LED领域研讨多年所取得的履历和成果，分享从事该领域事情的心得体会。很高兴应作者约请为本书作序，也希望作者能够连续在 micro-LED领域精益求精，在未来取得更加丰硕的成果。
目前海内还缺少与 micro-LED 显示技能干系的专著，相信该书的出版不仅有助于引发该领域研究职员的研发兴趣，而且有利于向大众遍及 micro-LED 显示干系知识。衷心希望本书对每一位读者能有所帮助。
张荣
2021年2月
序言
光电显示是人机交流信息的窗口,广泛运用于手机，打算机、虚拟现实、增强现实等领域。基于第三代半导体材料氮化镓的 micro-LED 新型显示具有高发光效率、高亮度、相应韶光短和可靠性好的优秀特性，被行业誉为继 LCD和OLED显示的下一代显示技能。近年来，micro-LED显示成为一个热门的研究方向，受到了国内外家当界和学术界的高度重视。
氮化镓基 LED 照明技能的发展促进了LED 外延、芯片工艺、封装技能的突飞年夜进，这也有助于micro-LED技能的进步，然而micro-LED在外延成长、芯片制备、封装、运用技能层面与照明 LED 技能具有实质的不同，须要从各个层面全方位地打破 micro-LED显示技能，来实现 micro-LED 显示的大规模商业化。并且，micro-LED除了显示功能外，还在可见光通信、光电镊子、生物医学等领域具有独特的上风。目前，micro-LED技能是国际竞争关键科技焦点之一，中国也在\"大众十四五\"大众方案中大力投入对 micro-LED技能的研究。
笔者从在英国攻读博士开始，十余年来致力于 micro-LED技能的研究，主持和参与micro-LED 显示、micro-LED可见光通信等多个研究项目。当前，笔者深刻感想熏染到海内 micro-LED技能领域学术专著的缺少，须要一本专业书本帮助研究职员理解该领域的根本知识和前沿动态，因此近年来笔者努力写作一本能够系统深入阐明micro-LED根本科学问题、阐发关键技能 、总结前沿进展的书本。
本书紧张结合笔者在micro-LED领域长期的研究成果，也整理、归纳了国内外同行的精良成果，系统先容了micro-LED的关键技能。首先概括当前 micro-LED显示的现状、历史和发展趋势，描述 micro-LED器件的关键制备技能，然后详细阐述micro-LED的尺寸效应、温度效应、光谱特性、光提取效率、光电相应、可靠性等根本科学问题，详细深入论述了显示驱动、全彩色显示技能的主要进展，也先容了 micro-LED在可见光通信、无掩模直写、泵浦有机激光器、荧光寿命探测、光电镊子、光遗传学等领域的前沿运用。本书可供在干系领域从事传授教化和科研的事情者作为参考书，也可供对该领域感兴趣的读者参考。
笔者所在课题组多位老师和研究生在本书的编写过程中贡献了自己精良的研究成果，袁泽兴、朱世杰、林润泽、单心怡、汪舟、钱泽渊等在帮忙本书的资料整理、笔墨校正方面做出了费力的努力。感谢 Martin Dawson、顾而丹教授长期对笔者开展micro-LED前沿研究的帮助和支持。感谢国家重点研发操持、国家自然科学基金、上海市扬帆操持、复旦大学卓越人才操持等的支持。
衷心希望本书能够对 micro-LED领域的传授教化培训、科学研究、家当发展有所帮助，为 micro-LED技能的发展贡献微薄之力。由于笔者水平和韶光所限，本书难免有不敷和疏漏之处，敬请各位专家和读者批评示正。
田朋飞
2021年1月
作者简介
田朋飞，长期致力于氮化镓基micro-LED器件研究，师从micro-LED先驱爱丁堡皇家学会院士Martin Dawson，为海内最早开展micro-LED研究的科研职员之一，在micro-LED多个方面具有原创性的贡献。自2007年至今从事micro-LED显示、可见光通信、水下光通信等方向的研究。在ACS Applied Materials & Interfaces、ACS Photonics、Advanced Optical Materials, Advanced Science、Progress in Quantum Electronics 、Optics Letters, Optics Express、Applied Physics Letters等期刊揭橥60余篇SCI论文。以第一和通信作者揭橥SCI论文33篇，个中1篇ESI高被引论文、2篇约请SCI综述、2篇most popular论文等；揭橥会议论文/报告50余篇，个中约请报告10余次；出版5部专著；授权发明专利8项。主持国家重点研发操持国合项目、国家自然科学基金面上项目和青年项目、上海市青年科技英才扬帆操持、复旦大学“卓越2025”人才造就操持等15项项目。Google Scholar引用1300余次，H因子21。研究成果被Progress in Quantum Electronics期刊、Semiconductor Today、Laser Focus World、国家自然科学基金委等国内外机构宣布，被诺贝尔奖得主评价首次系统研究了micro-LED的尺寸效应。
资料：上海交通大学出版社
编辑：徐诺
