方宗豹:创新研发微纳3D制造技术

1评论 2017-11-14 18:45:00 来源:经济日报-中国经济网 弱市唯一赚钱方法曝光(干货)

  苏大维格(行情300331,诊股)光电事业部总经理方宗豹在下午进行的显示器件论坛上发表演讲。(京东方供图)

  经济日报-中国经济网武汉11月14日讯 “京东方全球创新伙伴大会?2017”今日在武汉开幕。苏大维格光电事业部总经理方宗豹出席大会并介绍,微纳光学技术有结构光、导光等一系列材料和器件研发产业化应用,要求极高调控精度。目前需要迫切解决的,就是如何实现结构尺寸在50纳米到50微米,深度在50纳米到10微米的复杂微纳结构产品。

  方宗豹提到,基于这一需求,开发了一种基于数字化的微纳3D制造技术,结合激光光刻+微纳米压印做成新型显示材料器件,被视为破坏性的创新。

  以下是发言实录:

  各位领导各位专家,我来自苏州苏大维格股份有限公司的方宗豹,我们在微纳技术有自己的特色,我今天的题目是面向新型显示的微纳光学显示技术,从三个方面介绍。

  第一微纳光学制造技术的背景和区别于目前行业内传统技术的特点。

  第二技术介绍,就成熟产品和产品方向做介绍。

  第三是应用。

  微纳光学技术有结构光、导光等一系列材料和器件研发产业化应用,典型的是在极大面积,比如说65寸米级做跨尺度的,从几十纳米到几十微米任何非周期性的3D结构的微结构设计制造。要求极高调控精度,如我左边这幅图显示的,在著名的企业院校,对微纳产品方面有迫切的需求。传统的工艺方式是超精密切削加工,数控的金刚石车床,半导体方法是针对小于一百纳米的,我们在开发显示行业,需要的微米级的结构。需要迫切解决一个技术手段,就是如何实现结构尺寸在50纳米到50微米,深度在50纳米到10微米的复杂微纳结构产品,这是需要思考的。

  我们苏大维格针对这个需求,开发了一种基于数字化的微纳3D制造技术,后面会有一些详细的特色介绍,目前看来在行业是破坏性的创新。

  我们在这种微纳光学制造的技术,总体是结合激光光刻+微纳米压印做成新型显示材料器件。我们发明了两种,一种是五维度的纳米光刻技术和微纳灰度光刻直写技术,我们最终是以实现产业应用为目的。

  我介绍一下五维结构光场调控的方法,全息光场需要很精细的结构,动画里面显示的,我们创新是通过在图像上移动衍射器件,形成不同的周期结构,通过改变元器件方向会改变不同的结构取向,这个图后面我们也介绍了全息光场3D显示的想法。

  另一个技术是行业应用需求比较多的灰度3D直写技术和系统装备,取代了传统的灰度模板方式,用灰度数字模板和数字光场叠加曝光的方式,解决跨尺度的光能叠加与曝光技术难题,效率比传统提高一个量级。

  右边非常复杂的多台阶微结构和下方在照明上有需求的结构。如果是背光膜片行业,一般是一维的结构,我们可以做成圆形和椭圆形,能改变光的分布。

  在柔性微纳米压印系统方面,我们做了非常有特点的产品,利用共振腔薄膜彩色的方法,实现了产品批量化的解决方案。

  刚才提到纳米压印和转印技术,我们做到行业内最薄0.3的PC纳米压印的导光板,在UV转印方面,实现了免溶剂型的工艺,现有技术存在非常大的环保问题,为我们克服了。

  在围绕增材制造和工艺创新,我们结合了深纹直写纳米压印和填充的方式,实现了65寸的60点多点触控薄膜和触控屏。利用深纹直写+纳米压印和电机生长方式实现了柔性的金属网格材料,可以利用于触控。

  在其他的产品上,我们也做了很多尝试,在开发技术过程中,除了做研究,产品设计、模具开发、量产工艺等都是公司自己开发的。

  主要应用方面:在成熟光电产品,有导光膜和导光板,还有直写系统,在清华北大应用比较多。超级智能信息交互终端60点65寸。下一步在北京实行的新能源车牌上用的我们的技术。

  我下面介绍新技术方向研究集体状况,第一是京东方CTO介绍的,我印象比较深的是要自然真实,相当于真正的3D技术。即透过玻璃窗和一个介质看到真实的产品,我们也是利用了这个概念,把整个物体发射光线,作为4D的数据,有一个三维的矢量加上一个强度信息。

  利用纳米结构调制光强、位相,LCD调制明暗,两者结合形成光场,屏幕上象素光栅取向与周期都不同,每组亚象素光栅对应不同视角的图象。分辨率也要突破人眼的分辨率,我们没有办法分辨它,需要新的应用驱动新技术的发展。

  这是我们做的3D显示方案,优点是没有视觉疲劳,可以实现运动视差,可以做成水平方向和2维方向,垂直方向比较少。

  这是受限于设备问题,只显示了几幅图,左边我们在放视频的时候截图的一桢,可以看到鱼相对背景的位置有所改变。

  这是做的32寸的光场显示技术,感兴趣可以看一下视频。我们用杯子做了一个参照,不同的视角,可以看到模型的右手基本是不同的显示。

  我们在精密镂空金属掩模做了初步研究,离实现量产有距离。这是我们用电极生长发做的适合800分辨率的OLED图形,最小开口5微米,厚度5到15微米。

  刚才有微软的同仁介绍了AR全息光波的显示方案,我们也根据微软的方案,纳米波导镜片,做了一些初步的研究,以hololens为例,波导透明全息镜片的要求,要变周期变取向的结构,周期精度小于1纳米,精度小于0.2度的要求,制作要求还是非常严苛的,右下角的图是允许的公差范围,水平方向是周期误差状况。左边的图是30纳米精度成像效果,中间是控制在1纳米精度的成像效果。

  这是AR纳米镜片的成像结果,在结构光生成器件里,以前是以全息的基础做光学设计,现在微软的主要产品上,X-box的体感游戏感应器是深度效应,关键核心器件是比较难以加工的结构光的器件。

  我介绍一下苏大维格集团,2012年深圳创业板上市,有显示照明、触控、新材料、发光材料等不同事业部。研发团队有30多人,有博士10人,硕士20人,学科带头人陈林森先生是集团的董事长,是很多项目专家,包括国家重大仪器专项和863重大项目。

  现在流行喊口号,我们借用一句话“不忘初心方得始终”谢谢大家。

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