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微型显示的未来:光子晶体?

来源:投影时代 更新日期:2022-03-16 作者:pjtime资讯组

    日前,Businesskorea报道称,由韩国科学与信息通信技术部下属机构韩国机械与材料研究所(KIMM)宣布,其成功开发出全球首款可拉伸元显示(meta-display)技术。该显示屏原型为3英寸micro-LED显示器,即便屏幕被拉伸至25%也不会出现图像失真。

微型显示的未来:光子晶体?

(图源:Businesskorea)

    其原理并不复杂。自然界中的许多材料在受到单向作用力而在这个方向上被拉长时,往往会出现宽度的收缩,这就必然导致图像的变形,使其无法被用作显示之用。但是,KIMM所采用的,是被称作超材料(Meta-Materials ,简称CAMM)的新型材料。这种材料是自然界中不存在的,由人工合成的,从而可获得前所未有的物理性能。

    事实上,近年来,全球关于micro-LED的研究如火如荼。而当传统的小间距LED像素间距持续缩小,进入微间距范畴之后,其无论在材料还是工艺上,都面临着新的巨大的挑战。这很大程度上是因为物理材料的局限性。

    众所周知,LED显示技术的基础是半导体显示,也就是微电子显示技术,其一切技术和工艺都无法摆脱电子学的基础理论。特别是当基本显示单元材料下沉到微米级别后,电子之间存在的相互作用和相互影响,就会愈加凸显。换句话说,在微米级的体量上,我们很难去精确地实现对个别电子状态的控制,这也就是以micro-LED为代表的微间距LED显示技术仍面临诸多技术挑战的原因。

    而上述可拉伸micro-LED显示技术的问世,其实也给了我们一定的启示,那就是,多数技术领域的革命性的突破,往往都要依赖于材料科学的进步。超材料就是典型的代表。

    事实上,物理研究领域早已开始思考如何突破电子物理属性束缚的途径。而由于光子之间不存在相互作用,并且同样可以借鉴我们在电子显示领域的研究成果,而成为前沿研究领域之一,由此诞生了广受关注的光子晶体。

    在微米级别的显示元器件领域,如果能够有效地利用光子晶体,就可以实现对个别晶体的精准控制,从而实现极其精细的画质水平。更加值得关注的是,除了分辨率的提升外,这种底层材料科学的变革,还很有可能会有效地拓展微型显示技术的应用领域。譬如,上述可拉伸显示屏就可以紧贴在皮肤上,不但不会产生任何褶皱,还能随着人体的行动适应性地变化,而图像始终不会出现变形。

    半导体产业发展至今,在微电子显示应用上,已经迫近于物理极限。而在更精细的技术层级上,更换光子赛道,或许正是破局的一个可行方向,而在这个方向上提前布局,也有可能会在未来的光子显示领域,占领先发优势。

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