顯示與感知的雙重突破:GaNMicroLED與有機光電探測器共集成技術(shù)開啟智能設(shè)備新維度
在消費電子深度融入生活的當(dāng)下,多功能集成化成為技術(shù)演進的核心方向。2025年5月20日,歐洲微電子與納米技術(shù)研究中心(CEALeti)在SIDDisplayWeek2025國際顯示周上公布的一項突破性研究,為智能設(shè)備的交互革命奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)——其成功實現(xiàn)氮化鎵(GaN)MicroLED顯示技術(shù)與有機光電探測器的異構(gòu)共集成,讓單一顯示面板同時具備“視覺輸出”與“環(huán)境感知”雙重能力,標(biāo)志著多功能顯示器從概念邁向現(xiàn)實。
一、從“單向輸出”到“雙向交互”:顯示技術(shù)的范式革命
傳統(tǒng)顯示器的功能局限于圖像呈現(xiàn),而CEALeti的創(chuàng)新技術(shù)通過精密的異構(gòu)集成工藝,將MicroLED的發(fā)光單元與有機光電探測器陣列在同一基板上協(xié)同布局。作為下一代顯示技術(shù)的核心,MicroLED憑借納米級發(fā)光單元、百萬級對比度和低功耗特性,已成為高端顯示市場的“明日之星”。此次突破則進一步釋放其潛力:高亮度特性為光電探測器騰出更多空間,而有機材料的柔性兼容優(yōu)勢,則解決了傳統(tǒng)無機傳感器與顯示面板集成時的工藝沖突。
這種“顯示感知”一體化設(shè)計,使設(shè)備能夠?qū)崟r捕捉環(huán)境光信號、生物特征數(shù)據(jù)甚至用戶交互行為。例如,當(dāng)屏幕顯示內(nèi)容時,光電探測器可同步感知指紋紋路、靜脈血管分布等生物特征,或通過紅外信號識別手勢動作,實現(xiàn)“無接觸操控”。更具突破性的是,該技術(shù)可通過分析皮膚反射光,實時監(jiān)測心率、血氧等生理參數(shù),為可穿戴設(shè)備的健康管理功能提供底層技術(shù)支撐。
二、破解串?dāng)_難題:異構(gòu)集成的核心技術(shù)突破
盡管MicroLED與傳感器的集成具有顯著優(yōu)勢,但其技術(shù)瓶頸長期存在——發(fā)光單元與探測單元的近距離布局會導(dǎo)致嚴(yán)重的“串?dāng)_耦合”:MicroLED發(fā)出的光直接入射光電探測器,與環(huán)境反射光混雜,造成信號干擾。CEALeti的研究團隊通過精確調(diào)控光源與探測器的物理間距,結(jié)合有機材料對特定波段的選擇性吸收特性,構(gòu)建了高效的光學(xué)隔離機制。實驗數(shù)據(jù)表明,該方案可將串?dāng)_噪聲降低至傳統(tǒng)方案的1/10以下,顯著提升傳感精度。
論文第一作者MichaëlPelissier指出:“MicroLED的高亮度特性不僅服務(wù)于顯示效果,更為集成多功能傳感器創(chuàng)造了物理空間。這種‘一石二鳥’的設(shè)計,讓顯示器從‘被動屏幕’進化為‘智能界面’。”在技術(shù)實現(xiàn)層面,團隊采用低溫工藝實現(xiàn)GaNMicroLED與有機光電探測器的兼容集成,避免了高溫制程對有機材料性能的損傷,為大規(guī)模量產(chǎn)奠定了工藝基礎(chǔ)。
三、多元場景落地:從消費電子到醫(yī)療健康的跨界賦能
該技術(shù)的應(yīng)用前景覆蓋多個維度:
智能交互升級:在智能手機、平板電腦等設(shè)備上,全屏幕指紋識別、靜脈認(rèn)證等生物識別功能可替代傳統(tǒng)物理按鍵,提升安全性與便捷性;近場手勢識別則能實現(xiàn)凌空翻頁、縮放等操作,尤其適用于醫(yī)療、工業(yè)等需無菌或手套操作的場景。
健康監(jiān)測革新:通過整合光學(xué)心率傳感器,智能手表或AR眼鏡可利用屏幕作為光源,實時采集皮膚下血管的細(xì)微變化,結(jié)合AI算法提供連續(xù)健康數(shù)據(jù),推動可穿戴設(shè)備向“個人健康管家”轉(zhuǎn)型。
車載與公共設(shè)備:在車載顯示系統(tǒng)中,集成環(huán)境光感知與駕駛員視線追蹤功能,可動態(tài)調(diào)節(jié)屏幕亮度并監(jiān)測疲勞狀態(tài);公共信息屏則能通過人群流量感知,智能優(yōu)化內(nèi)容推送策略。
四、行業(yè)展望:定義下一代智能設(shè)備的“交互中樞”
CEALeti的這項研究不僅是技術(shù)層面的突破,更標(biāo)志著顯示產(chǎn)業(yè)從“單一硬件競爭”轉(zhuǎn)向“功能生態(tài)構(gòu)建”。隨著5G、AI與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合,具備感知能力的智能屏幕有望成為連接人與數(shù)字世界的核心入口——它既是信息呈現(xiàn)的終端,也是環(huán)境數(shù)據(jù)的采集節(jié)點,為智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等場景提供全新交互范式。
正如DisplayWeek現(xiàn)場專家點評:“當(dāng)顯示器開始‘觀察’世界,智能設(shè)備的‘智商’將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。CEALeti的探索不僅解決了技術(shù)難題,更向產(chǎn)業(yè)界證明:顯示與傳感的協(xié)同創(chuàng)新,能夠釋放遠(yuǎn)超預(yù)期的應(yīng)用價值。”未來,隨著工藝成熟與成本下降,這項技術(shù)或?qū)⒅厮芟M電子、醫(yī)療設(shè)備乃至智慧城市的底層架構(gòu),讓每一塊屏幕都成為“會思考的眼睛”。
從像素發(fā)光到環(huán)境感知,這場顯示技術(shù)的變革不僅關(guān)乎視覺體驗的升級,更指向人與設(shè)備關(guān)系的重新定義——當(dāng)機器開始“看見”并理解周圍世界,智能時代的交互邊界,正在被重新書寫。
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