日本次世代MicroLED显示技术迎来重大突破。株式会社IntraPhoton(总部:滋贺县草津市)宣布,其共同创始人兼CTO、立命馆大学教授藤原康文,在2026年3月15日于东京科学大学大岡山校区举办的第73届应用物理学会春季学术讲演会上,荣获第16届应用物理学会化合物半导体电子学业绩奖——“赤崎勇奖”。该奖项由2014年诺贝尔物理学奖得主、青色LED发明者赤崎勇博士设立,旨在表彰在化合物半导体电子学领域取得卓越成果的学者。
藤原教授获奖的核心成果在于“半导体内中心光学的理论创成与社会实装”。他提出的半导体内中心光子学(Semiconductor Intracenter Photonics)新学科,成功将稀土元素发光理论应用于实际器件,为基于次世代红色MicroLED技术的创新单片式全彩MicroLED显示屏的实现奠定了关键基础。这一技术被视为解决AR/VR等未来显示领域对超高清、超精细显示需求的核心路径。
日本在化合物半导体基础物理研究方面长期处于世界领先地位,尤其在MicroLED这一前沿领域,本土企业正试图通过材料学的根本性创新来打破国际技术壁垒。藤原教授自1980年代初便深耕化合物半导体中的金属元素光物性研究,通过解析电子态、晶体场及光学跃迁过程,开创了利用稀土元素发光的LED技术。其团队在GaAs中掺入铒(Er)与氧,成功将1.5µm波段发光强度提升约100倍,并首次实现了电流注入下的Er发光。随后,研究进一步拓展至掺铕(Eu)的GaN材料,揭示了能量传输机制,开发出半值宽度小于1nm、波长稳定性极高的窄带红色LED,成为支撑超精细MicroLED显示的理想光源。
当前MicroLED全彩化主要面临三大技术代际的演进挑战。第一代采用RGB物理堆叠方式,需分别制造并接合RGB芯片,导致工艺复杂、成本高昂且良率低,难以满足超精细显示需求。第二代试图在同一基板上实现RGB单片集成,但采用InGaN材料制备红色发光层时,因需高铟(In)组分,极易产生晶格失配、缺陷增加及波长不均等问题,且受限于低温生长工艺,难以在大尺寸晶圆上保证均匀性。
IntraPhoton提出的第三代架构——基于GaN:Eu的单片堆叠技术,从根本上解决了上述痛点。由于GaN:Eu利用稀土Eu的4f壳层内跃迁发光,无需高铟组分,因此可在保持GaN母晶高温生长条件的同时获得高品质晶体。该技术不仅实现了高良率、高均匀性的晶圆制造,还允许将面积需求最大的红色LED置于最底层,从而大幅提升像素设计的自由度与亮度。这一突破被视为继青色LED发明后,半导体照明与显示领域的又一次革命性进展。
对于中国显示产业而言,日本在基础材料物理层面的深耕值得高度关注。中国虽在MicroLED制造与封装环节具备强大产能,但在核心发光材料(特别是高效红色材料)的底层创新上仍有追赶空间。藤原教授的成果证明,通过材料本征特性的挖掘(如利用稀土发光机制),可以绕过传统InGaN红色材料的物理瓶颈,这为中国企业从“制造驱动”向“材料创新驱动”转型提供了极具价值的技术参考路径。
