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2019/10/23 汉阳新闻 > 学术 > 이달의연구자

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 [本月的研究者]金载均教授,利用微型LED技术,加快未来显示器研究步伐

微型LED挑战“增强现实(AR)玻璃”的未来显示器

글로벌뉴스팀

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/fFJBB

内容

        创造比现有技术更优秀的技术是工程师的宿命。 三星电子未来技术培养中心今年7月在△革新半导体材料、元件、工程技术△新一代显示器△消费型机器人△诊断和健康管理解决方案等4个领域中共选出15个研究支援课题。 在新一代显示器领域中,ERICA校区纳米光电子学系教授金载均的“程控装置超高精准度非接触5000ppi微型发光二极管(LED)显示器研究等5个课题被选为支援课题。

 
▲ERICA校区纳米光电子学系金载均教授正在说明微发光二极管(LED)比有机发光二极管(OLED)更优秀的部分。

        有机发光二极管(OLED)是目前显示器市场上最先进的技术。 OLED是不需要额外光源的自发光源元件,可以进行个别像素的控制,具有较高的明暗比,超薄结构和机械灵活性的优点。最近,有很多科学家和企业为了克服以有机物为基础制作的OLED的耐久性和稳定性的缺点而努力。特别是超越OLED的微发光二极管(LED)备受瞩目。 微型LED优于OLED的理由为:显示器耗电量、亮度、画面大小、耐久性以上4种。

 

△ 显示器耗电量


         当今智能手机在日常生活中是不可或缺的。 由此可见,智能手机电池的寿命对于我们来说非常重要。 手机显示屏的耗电量占电池耗电量一半以上。 增加电池容量固然重要,但如果减少显示屏耗电量,手机使用时间则会变得更长。 金教授表示“有机物在将电能转换为光的时候效率比无机物要低”,同时说道“如果代替有机物OLED而使用无机物微LED显示屏的话,可以增加手机的运转时间。”。


△亮度


        微型LED比现有的OLED亮度高出1000倍。 不仅能延长手机的使用时间还能提供更亮的亮度。 金教授称“未来手机市场的格局将从智能手机转变为'增强现实(AR)玻璃'。”AR玻璃在眼镜镜片上安装0.5英寸以下的微型显示屏。 通过指甲大小的显示屏让镜片发光。 在户外活动时比在室内使用时更需要强烈的光线。 因为太阳使周围变得明亮。 金教授表示“微LED显示器如果用于制作AR玻璃,那么在户外活动时使用也完全没问题。”

 
▲ 用微型LED制作的首尔新沙洞林荫路苹果专卖店内部大型显示屏(由金教授提供)

△ 屏幕大小


        微型LED显示屏对制作大型高清屏幕很有用。 微型LED对屏幕尺寸没有限制。 因为与在玻璃板上增加像素(pixel)的OLED不同,采用的是像乐高堆砌一样贴上模块的方式。 由于没有边框的概念,画面的大小不受任何限制。 首尔江南区COEX的SM town大型电子屏幕和首尔新沙洞林荫路苹果卖场内部的大型屏幕是用微型LED显示屏制作的。 如果微型LED能够实现商用化,还可以采用将整个普通家庭客厅墙面做成电视屏幕的技术。


△耐久性


        由于OLED是有机物,受外界环境条件影响较大。 相反,微向LED是无机物很稳定。 OLED元件与发光时间成正比,亮度逐渐下降。 每当亮度效率下降时,通过补偿电路来修正低亮度。 在这个过程中,会陷入需要高电流,亮度降低加快的恶性循环。 其结果就是我们所熟知的"Burn-in"现象。 有机物对外部湿气和氧气非常脆弱,为了作为显示器使用,还需要有从潮湿和氧气中保护显示器的技术。

 
▲金教授研发的程序化超精准度非接触转写工程 (由金教授提供)

         微型LED显示屏未能商用化的原因是价格高和工艺的复杂性。 为了制作微型LED,需要在物理上实现像素转写的工程。 这是一个耗时长同时费用高的过程。 构成显示屏的像素是由光的红,绿,青(RGB)的三原色组成。 微型LED显示屏在单独制作三原色后结合或转写。 金教授说:“如果不解决转写过程当中的问题,微型LED的商用化将非常困难,或者只能适用于一部分产品“。

 

        金教授为了解决这一问题,设计了制作纳米钢丝圈形状的微型LED后,利用程序化非接触转写的方法构成像素的工程。将纳米钢丝圈形态的微型LED元件预制在基板上,并分散到溶媒上准备单个像素。 分散在溶媒的微LED元件将依靠交流电讯信号,在后板(背靠基板)上方的准确位置进行配置。因为不是直接转移的过程,因此效率高,可以在最短的时间内完成转写工程。 金教授表示:“拥有提高转写准确度的三原色形成技术,因此可以挑战微LED显示屏的商用化。”


       金教授说:“我的目标是抱着‘一定可以’的信念,在三年内完成该技术。” 他还表示:“我将怀着无限的确信和自信,与组员们一起进行有趣的研究。”



文稿/ 尹显锡 记者      aladin@hanyang.ac.kr
摄影/ 李贤善 记者       qserakr@hanyang.ac.kr



译 / 卓艳                  global@hanyang.ac.kr
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