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国星光电袁毅凯:引领LED领域前瞻性的创新

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近日,国星光电第 一代Micro LED新品——nStar Ⅰ 2.7英寸显示模组正式面世。nStar Ⅰ透光度极高,可实现如玻璃般的能见度,有望在汽车抬头显示、商业橱窗显示等实现应用,为新型高清显示的高端应用拓宽市场。

   1月10日,佛山市国星光电股份有限公司(下简称“国星光电”)研发中心主任、2020年“佛山·大城工匠”候选人袁毅凯在北京人民大会堂参加2019年度国家科学技术奖励大会。国星光电协同参与的“高光效长寿命半导体照明关键技术与产业化”项目在这次大会上荣获国家科学技术进步一等奖。

   自2007年加入国星光电,袁毅凯先后负责LED自动化专用装备和LED制造工艺的开发,2017年起负责LED领域的前瞻性创新研究,现担任公司高级技术专家。

   至今,他参与各级政府科研项目17项,其中国家级项目2项,省级项目9项。凭借勇于创新、精益求精、敢为人先的精神,袁毅凯一路收获了国家科技进步一等奖、广东省科技进步二等奖、佛山市科技进步一等奖等荣誉。

   “进入2020年‘佛山·大城工匠’候选人名单,是对我过往工作的肯定。”袁毅凯表示,这将更加激励他在创新研发的道路上越走越远,促进半导体照明产业技术的进步与转型。

袁毅凯在检查测试样品

   勇于创新 成为国内封装领域排头兵

   面向半导体照明产品电光转化效率低、长期工作可靠性差、标准缺乏等国际难题,2010年,袁毅凯与团队参与到高光效长寿命半导体照明关键技术与产业化领域的研究,负责完成高光效高可靠性白光LED封装关键技术开发。

   “作为灯具配件,使用可靠性是质量的评价标准。我们要求LED在实际使用3万小时后光衰减不超过6%。”袁毅凯表示,为了攻克难题,团队研发了至少五六年时间,过程中经过无数次反复的设计、实验、失败、优化、调整,最终才完成多项细节的技术攻关。

   团队在开发紫光激发全光谱白光产品时,根据荧光粉间的重吸收关系做了数个筛选组合,经过数十次配比实验,最终得出了光效与显色指数综合最优的方案。但当团队信心满满地开始做产品老化实验时发现,LED支架会变黑,这让已经进行到一半的实验被迫全部暂停,一时间工作停滞下来,大家陷入了焦虑。针对这个问题,袁毅凯带领团队冷静下来,分析各种因素,经过排查实验发现紫光芯片对支架镀层产生了破坏作用,令支架变黑。团队采取针对性措施,经过几番波折最终开发出了紫光激发全光谱白光LED产品。

袁毅凯在实验中

   随着“高光效长寿命半导体照明关键技术与产业化”项目的落地,如今相关产品已实现产业化、规模化,并广泛应用在白光LED领域,包括通用照明、汽车照明、液晶电视LED背光等。同时,该项目实现了全球最大规模的LED芯片技术产业化与核心器件国产化,并在人民大会堂、APEC会议室等国家重要办公场所、“十城万盏”节能改造、北京奥运会、哈尔滨冰雪大世界等多场景率先开展了大规模推广应用。

   该项目成果也有效支撑了国家节能减排战略,实现半导体照明节电逾1800 亿度,按照火电的二氧化碳排放系数0.8kg-CO2/kWh,累计减少碳排放逾1.4 亿吨,有力促进了国民经济的可持续发展。

   敢为人先 前瞻性研究捕捉市场痛点

   目前,袁毅凯正带领前瞻团队开展Micro LED高清显示模组、量子点荧光粉封装技术及第三代半导体元器件封装等前瞻新技术的开发工作。

   2018年,袁毅凯把目光瞄准了Micro LED领域,开发用于可穿戴设备及VR/AR眼镜的超高清显示模组。随着《超高清视频产业发展行动计划 (2019-2022年)》的印发,袁毅凯更加坚定了这一研究方向。

   Micro LED是指微小LED,一般是长宽尺寸在50微米以内的LED芯片。将这些芯片集成在一起,能形成像素间距在0.3毫米至0.1毫米,甚至0.01毫米的超高清显示模组,用来实现4K/8K等超高清画面显示。

   “目前,国内几大显示巨头已纷纷重金投入研究。国星光电则在2018年已超前布局。”袁毅凯表示,在Micro LED领域,公司已申请了13项技术专利。

   今年上半年,国星光电的深紫外LED器件销售额较去年同期取得大幅增长。原来,受疫情影响,这款由袁毅凯团队于2017年开发的能实现99.9%杀菌率的产品深受市场欢迎。

   “科研人员就要有前瞻的目光,对技术的追求是无止境的。”袁毅凯介绍,几年前,市场上大部分杀菌照明灯十分依赖汞这个原料,但国际上对汞的开采限制越来越大。如果公司不尽快研发出可替代性产品,日后就会陷入被动的局面。

   “佛山的制造业一直很发达,制造业是佛山立市之本。”袁毅凯认为,制造业的发展离不开科研人员技能的提高和追求卓越的精神,佛山为他们的创新创造提供了很好的成长土壤。

   挖掘潜能 搭建后辈施展拳脚的平台

   袁毅凯热心指导团队成员攻关,国星光电研发中心前瞻性研究部博士后章金惠至今还记得两年前的一幕。当时,拥有无机化学和材料科学博士学位的章金惠刚接手Micro Led项目时,需要寻找材料和设备的供应商。但由于对该领域的不熟悉,考虑到材料设备工艺均是全新的,相当于要从零开始,章金惠没有信心完成任务。为此,袁毅凯主动了解情况,带头鼓舞士气,亲自带队飞往上海寻找供应商资源。

袁毅凯热心指导团队成员攻关

   “当时我们在上海一天内连续拜访了三家供应商,为了能够顺利完成拜访,袁博士指导我做好路线规划,并且与我一起把需要讨论的问题梳理清楚。”章金惠回忆,在充分的准备和充足的信心下,他们顺利地与三家供应商会面并且建立了良好的合作关系。这正是袁毅凯在工作中以身作则、统筹考虑、周全计划、精准施策的功劳。

   在袁毅凯看来,国星光电历来讲究团队精神,团队成员都各有所长。作为团队领导,就要挖掘成员的特长,集合大家所长把产品做好。袁毅凯更把培养行业人才视为己任,努力帮助更多同事成长为优 秀的科研人才。他积极引导刚入职的博士、硕士开展项目,定期与公司技术人员交流新产品研发技术经验。

   “团队里面要相互扶持,对于年轻人来说,更要放手让他们发挥主动性。”袁毅凯认为,在前瞻性研究工作中,大方向正确时,在过程中可多授权,提供更多展示机会给年轻一辈。

袁毅凯热心指导年轻一辈完成工作

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