显示与感知的双重突破:GaNMicroLED与有机光电探测器共集成技术开启智能设备新维度
在消费电子深度融入生活的当下,多功能集成化成为技术演进的核心方向。2025年5月20日,欧洲微电子与纳米技术研究中心(CEALeti)在SIDDisplayWeek2025国际显示周上公布的一项突破性研究,为智能设备的交互革命奠定了关键基础——其成功实现氮化镓(GaN)MicroLED显示技术与有机光电探测器的异构共集成,让单一显示面板同时具备“视觉输出”与“环境感知”双重能力,标志着多功能显示器从概念迈向现实。
一、从“单向输出”到“双向交互”:显示技术的范式革命
传统显示器的功能局限于图像呈现,而CEALeti的创新技术通过精密的异构集成工艺,将MicroLED的发光单元与有机光电探测器阵列在同一基板上协同布局。作为下一代显示技术的核心,MicroLED凭借纳米级发光单元、百万级对比度和低功耗特性,已成为高端显示市场的“明日之星”。此次突破则进一步释放其潜力:高亮度特性为光电探测器腾出更多空间,而有机材料的柔性兼容优势,则解决了传统无机传感器与显示面板集成时的工艺冲突。
这种“显示感知”一体化设计,使设备能够实时捕捉环境光信号、生物特征数据甚至用户交互行为。例如,当屏幕显示内容时,光电探测器可同步感知指纹纹路、静脉血管分布等生物特征,或通过红外信号识别手势动作,实现“无接触操控”。更具突破性的是,该技术可通过分析皮肤反射光,实时监测心率、血氧等生理参数,为可穿戴设备的健康管理功能提供底层技术支撑。
二、破解串扰难题:异构集成的核心技术突破
尽管MicroLED与传感器的集成具有显著优势,但其技术瓶颈长期存在——发光单元与探测单元的近距离布局会导致严重的“串扰耦合”:MicroLED发出的光直接入射光电探测器,与环境反射光混杂,造成信号干扰。CEALeti的研究团队通过精确调控光源与探测器的物理间距,结合有机材料对特定波段的选择性吸收特性,构建了高效的光学隔离机制。实验数据表明,该方案可将串扰噪声降低至传统方案的1/10以下,显著提升传感精度。
论文第一作者MichaëlPelissier指出:“MicroLED的高亮度特性不仅服务于显示效果,更为集成多功能传感器创造了物理空间。这种‘一石二鸟’的设计,让显示器从‘被动屏幕’进化为‘智能界面’。”在技术实现层面,团队采用低温工艺实现GaNMicroLED与有机光电探测器的兼容集成,避免了高温制程对有机材料性能的损伤,为大规模量产奠定了工艺基础。
三、多元场景落地:从消费电子到医疗健康的跨界赋能
该技术的应用前景覆盖多个维度:
智能交互升级:在智能手机、平板电脑等设备上,全屏幕指纹识别、静脉认证等生物识别功能可替代传统物理按键,提升安全性与便捷性;近场手势识别则能实现凌空翻页、缩放等操作,尤其适用于医疗、工业等需无菌或手套操作的场景。
健康监测革新:通过整合光学心率传感器,智能手表或AR眼镜可利用屏幕作为光源,实时采集皮肤下血管的细微变化,结合AI算法提供连续健康数据,推动可穿戴设备向“个人健康管家”转型。
车载与公共设备:在车载显示系统中,集成环境光感知与驾驶员视线追踪功能,可动态调节屏幕亮度并监测疲劳状态;公共信息屏则能通过人群流量感知,智能优化内容推送策略。
四、行业展望:定义下一代智能设备的“交互中枢”
CEALeti的这项研究不仅是技术层面的突破,更标志着显示产业从“单一硬件竞争”转向“功能生态构建”。随着5G、AI与物联网技术的深度融合,具备感知能力的智能屏幕有望成为连接人与数字世界的核心入口——它既是信息呈现的终端,也是环境数据的采集节点,为智能家居、远程医疗、工业物联网等场景提供全新交互范式。
正如DisplayWeek现场专家点评:“当显示器开始‘观察’世界,智能设备的‘智商’将实现质的飞跃。CEALeti的探索不仅解决了技术难题,更向产业界证明:显示与传感的协同创新,能够释放远超预期的应用价值。”未来,随着工艺成熟与成本下降,这项技术或将重塑消费电子、医疗设备乃至智慧城市的底层架构,让每一块屏幕都成为“会思考的眼睛”。
从像素发光到环境感知,这场显示技术的变革不仅关乎视觉体验的升级,更指向人与设备关系的重新定义——当机器开始“看见”并理解周围世界,智能时代的交互边界,正在被重新书写。
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