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研究与试制
柔性交流电致发光器件的光电性能优化与自供电集成研究
林怡彬
1
陈婉翟
1
徐锦杰
1
江姗姗
1
[ ... ]
周雄图
1,2
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福州35008
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350108
以掺铜硫化锌(ZnS: Cu)荧光粉为发光分子,聚二甲基硅氧烷(PDMS)和钛酸钡(BaTiO
3
)为绝缘材料,采用刮涂技术在ITO/PET电极上制备了柔性ACEL器件,研究了复合发光层不同材料掺比、驱动电压和频率对器件光电性能的影响。结果表明,随着荧光粉和钛酸钡含量的增加,柔性ACEL器件的亮度增加;当ZnS: Cu/BaTiO
3
/PDMS=2∶ 2∶ 1时,器件性能最佳,可以达到较低的开启电压,40 V(2 kHz)时亮度为1.16 cd/m
2
。最后,将柔性ACEL与垂直接触分离式摩擦纳米发电机进行集成,TENG最大输出电压可达360 V和输出电流46 µA左右,可以点亮柔性ACEL器件。该自供电柔性ACEL器件为穿戴显示和交互提供了一种新的方法。
交流电致发光器件
掺铜硫化锌
摩擦纳米发电
自供电
alternating current electroluminescence device
copper-doped zinc sulfide, triboelectric nanogenerator
self-powered
PDF全文
Full Text
光电子技术
2023, 43(3): 226
研究与试制
基于量子点膜色转换的Micro LED全彩显示像素点仿真研究
吴大磊
1
夏天文
1
陈绍杭
1
杜佳怡
1
[ ... ]
孙捷
1,2,3
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福州 35008
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州 350108
3
晋江市博感电子科技有限公司,福建 泉州 62200
从仿真角度出发,分析设计了基于量子点膜色转换方案像素点的整体结构模型,首先构建了蓝光Micro LED(micro light‑emitting diode,Micro LED)结构模型,研究了表面粗化和二维光栅两种提升Micro LED光提取效率(light extraction efficiency,LEE)的表面微结构;然后分别分析了有无该结构的蓝光Micro LED与侧壁挡光介质结合组成蓝色子像素点的LEE和光强分布随侧壁倾角变化的趋势;接着优化了量子点膜的模型参数,并分析了有无表面微结构的蓝光Micro LED对红绿子像素点光转换效率和光强分布的影响;最后对上述不同结构全彩像素点整体的色偏性能做了对比研究。仿真结果表明,具备表面粗化蓝光Micro LED和侧壁反射型挡光介质的像素点在0°~50°倾角下均可获得较大的正面LEE和低于0.02的色偏,相比其他结构更适合于量子点膜色转换方案。
微缩矩阵化发光二极管
全彩显示
量子点膜
像素点
色偏
Micro LED
full-color display
quantum dot film
pixel point
color shift
PDF全文
Full Text
光电子技术
2023, 43(3): 218
研究论文
交流驱动无电学接触GaN基Micro-LED器件光电特性
郭韫韵
1
翁书臣
2
邹振游
2
许海龙
1
[ ... ]
张永爱
1,2,*
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350116
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州 350108
针对Micro-LED器件微型化带来的尺寸效应、高速巨量转移、发光器件与驱动背板的高精度键合等问题,本文通过金属有机化学气相沉积和原子层沉积技术制备了一种垂直结构的交流驱动无电学接触型GaN基Micro-LED器件,研究了其光电特性。结果表明,器件电路模型可等效为RC电路,随着交流驱动信号频率的增大,器件等效阻抗先快速减小后趋于稳定。当频率固定时,器件
I-V
特性呈线性关系,器件等效阻抗稳定,器件亮度随着驱动电压增大而增强。当驱动电压固定时,器件在16~22 MHz频率范围内达到最大亮度,且亮度随频率增加呈现先上升后下降趋势;此外,由于回路呈电容特性,无电学接触型Micro-LED器件存在发光延迟效应和电流超前效应。对比传统Micro-LED器件,无电学接触型Micro-LED器件与外部电极无电学接触,在交流驱动条件下实现内部载流子复合发光,有望解决Micro-LED芯片微型化带来的技术难题。
Micro-LED器件
氮化镓
无电学接触
交流驱动
光电特性
Micro-LED device
GaN
non-electrical contact
alternating-current drive
photoelectric characteristics
PDF全文
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发光学报
2023, 44(12): 2242
研究与试制
多层特征图信息融合的海滩小目标检测
肖智阳
1
林坚普
1,2
张永爱
1,2
林志贤
1,2
作者单位
摘要
1
福州大学 先进制造学院,福建泉州362200
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350116
提出一种多层特征图信息融合的海滩小目标检测方法,从上下文信息与强化特征图信息融合的角度提升小目标游客的检出率。首先,透过更全面、有效的GAM注意力机制思想结合CSP结构提出GCSAM结构,用于增强检测YOLOv5模型中主干网络跨纬度感受区,聚焦小目标特征学习;其次,在颈部融合端使用BIFPN结构优化YOLOv5网络中PANet结构,补全跨层特征信息之间的传递,使得特征图包含更多的上下文信息;最后,采用幂变换改进YOLOv5网络中CIOU_Loss为Alpha‑CIOU_Loss,有效提升预测框的回归精度。实验证明,在满足实时性要求的前提下,相比于原始YOLOv5网络,文中方法在海滩小目标游客检测上查准率提升2.00%,查全率提升5.33%,平均精度均值提升4.36%。文中方法在海滩小目标游客密集、遮挡、目标更小的情况下具有更好的鲁棒性。
深度学习
小目标检测
注意力机制
特征图
deep learning
small object detection
attention mechanism
feature map
PDF全文
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光电子技术
2023, 43(2): 142
新型显示与战略性电子材料专题
光场显示技术的研究现状与发展趋势
康家欣
1
王文雯
1
彭玉颜
1
张家振
1
[ ... ]
张永爱
1,2
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福州 35008
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350108
目前常用的三维显示技术,一般是通过人眼的双目视差和视觉暂留效应实现的三维效果。由于丢失了深度信息,会引起辐辏调节冲突,使观看者产生不适感。光场显示是通过复现物体表面光线的真三维显示技术,其拥有良好的用户体验,符合人们对于未来显示的需求。文章梳理了各种光场显示技术的原理和特点,分析了国内外光场显示技术的发展现状,整理了国内外的研究进展和代表性样机的性能,最后对我国光场显示的发展进行了展望。我国光场显示虽然起步稍晚,但经过多家科研机构的一致努力,已在国际上拥有一定的地位。
光场显示
三维显示
集成成像
近眼显示
悬浮光场显示
light field display
three-dimensional display
integral imaging display
near-eyes display
floating light field display
PDF全文
Full Text
光电子技术
2023, 43(2): 116
研究论文
晶圆级Micro-LED芯片检测技术研究进展
苏昊
1
李文豪
1
李俊龙
1
刘慧
2
[ ... ]
郭太良
1,3,**
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州 350108
2
福建江夏学院 电子信息科学学院,福建 福州 350108
3
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福建 福州 350108
随着微型氮化镓(GaN)发光二极管(LED)制造工艺的不断进步,Micro-LED显示有望成为新一代显示技术并在近眼显示、大尺寸高清显示器件、柔性屏幕等领域大放异彩。在Micro-LED显示众多技术环节中,晶圆级Micro-LED芯片的检测是实现坏点拦截,提升显示屏良品率、降低整机制造成本的关键环节。针对大数量(百万数量级)、小尺寸(<50 μm)的晶圆级Micro-LED芯片阵列,现有的电学检测手段存在检测效率低、成本高等缺点。因此,提高检测效率、提升检测准确度、降低检测成本是晶圆级Micro-LED检测技术的发展趋势。本文首先介绍了晶圆级Micro-LED芯片检测时所需要检测的几个指标,其次详细介绍并分析了现有的或已经提出的检测手段,最后对晶圆级Micro-LED芯片检测技术进行总结并展望了未来技术发展方向。
Micro-LED
缺陷检测
接触型检测
无接触检测
Micro-LED
defect inspection
contact inspection
non-contact inspection
PDF全文
Full Text
液晶与显示
2023, 38(5): 582
研究与试制
大气氛围低温Au‑Au薄膜键合的表面活化处理研究
陈孔杰
1
聂君扬
1
罗灿琳
1
周雄图
1,2
[ ... ]
张永爱
1,2,*
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福州35008
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350108
提出了一种在大气氛围和低温条件下实现Au‑Au薄膜的金属键合技术,研究了不同表面活化处理时间对Au‑Au薄膜表面粗糙度、Au‑Au薄膜的键合质量和可靠性的影响。实验结果表明,Au薄膜表面粗糙度随着表面活化处理时间的增加先减少后增大,当表面活化处理时间为20 min时,Au薄膜表面粗糙度均方根为6.9 nm,悬挂键数量和粗糙度达到一个相对平衡的关系,Au‑Au薄膜键合后的平均剪切强度为131.8 MPa,最大剪切强度高达159.1 MPa。因此,Au薄膜表面理想的表面活化处理时间可有效地提高Au‑Au薄膜键合质量和稳定性,为实现混合集成Micro‑LED器件的低温金属键合提供理论指导。
薄膜键合
表面活化处理
粗糙度
剪切强度
微米级发光二极管器件
thin film bonding
surface activation treatment
roughness
shear strength
Micro-LED devices
PDF全文
Full Text
光电子技术
2023, 43(1): 42
研究与试制
用于光场成像的超构衍射光栅阵列优化
郭晨光
1
王文雯
1
郝绍坤
1
林怡彬
1
[ ... ]
郭太良
1,2
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院,福州3506
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州350116
为提高矢量光场显示亮度和视角均匀性,提出了一种应用于圆偏振光场成像的超构光栅结构。利用严格耦合波分析,逐像素对超构光栅结构进行仿真,研究了入射光偏振状态、光栅结构、入射角度对-1级光衍射效率的影响规律。仿真结果表明,圆偏振光显示可以使得光栅衍射效率稳定高效,当光栅周期为500 nm时,与基于TE和TM设计的光栅结构相比,圆偏振光设计的光栅结构衍射效率提高了18.5%和2.6%;光栅高度和占空比对衍射效率具有明显的影响。综合考虑光栅制备难度、衍射效率和视角均匀性,设计了一种高度为0.6 μm,占空比为0.4的光栅阵列结构应用于圆偏振光场显示,系统衍射效率可以达到40%以上,具有较优的综合性能,对超构光栅设计制备和裸眼3D显示具有一定指导意义。
纳米光栅
衍射效率
严格耦合波分析
光场显示
裸眼3D显示
metagrating
diffraction efficiency
rigorous coupled wave analysis(RCWA)
light field display
glasses-free three-dimensional display
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Full Text
光电子技术
2023, 43(1): 26
研究与试制
基于深层特征嵌入的高分辨率人脸图像重建
缪志辉
1
张永爱
2
林志贤
2
林坚普
1,*
作者单位
摘要
1
福州大学 先进制造学院,福建泉州362200
2
福州大学 物理与信息工程学院,福州350116
提出了一种基于深层特征嵌入的高分辨率人脸图像重建方法,利用预训练的StyleGAN2生成对抗网络模型作为人脸图像生成器,并将深层特征嵌入到StyleGAN2的W
+
空间中,通过梯度下降法优化
w
+
向量,并将优化后的
w
+
向量输入到StyleGAN2中生成分辨率为1 024×1 024的重建人脸图像。实验结果表明,重建图像与对应真实人脸图像不仅在视觉上有着较高的相似性,且在同一特征提取网络下,LFW和ColorFeret数据集的重建图像在
FAR
为0.1%时Ⅱ型评估
TAR
分别为96.04%和100.00%,并且在两种不同的活体检测程序下的通过率分别达到了88.67%和74.67%。所提方法在实现重建高分辨率人脸图像的同时,与真实人脸图像的特征相似度方面也表现优秀。
人脸图像重建
深层特征
生成对抗网络
梯度下降
face image reconstruction
deep feature
generative adversarial network
gradient descent
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光电子技术
2023, 43(1): 17
研究论文
面向Micro⁃LED驱动与检测的单端注入电致发光机理
李俊龙
1
李文豪
1
苏昊
1
邱佳雯
1
[ ... ]
郭太良
1,2
作者单位
摘要
1
福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350108
2
中国福建光电信息科学与技术创新实验室, 福建 福州 350108
Micro?LED具有高分辨率、高色域、高稳定性等优点,在近眼显示领域具有广阔的应用前景。然而,Micro?LED存在着巨量电致发光检测和巨量金属键合两大技术瓶颈。本文提出了一种单端载流子注入的Micro?LED工作模式,并制备了一种基于该工作模式的Micro?LED器件,即单注入型Micro?LED。通过实验和仿真研究单注入型Micro?LED的工作过程,探究其工作机理。研究了单注入型Micro?LED在正弦交流电下的电流?驱动电压关系、电流?驱动频率关系、亮度-驱动频率关系,以及能带的周期性变化规律,并提出单注入型Micro?LED的载流子输运模型。最后,展示了单注入模式在垂直结构Micro?LED检测领域的应用,为Micro?LED检测提供了新思路。
Micro-LED
单端载流子注入
电致发光检测
交流电
Micro-LED
single-terminal carrier-injection
electroluminescence detection
alternating current
PDF全文
Full Text
发光学报
2022, 43(12): 1991
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