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索尼開發(fā)響應(yīng)時間3ms以下的高速液晶技術(shù)

發(fā)布時間:2011-01-17 來源:技術(shù)在線

產(chǎn)品特性:
  • 僅對單側(cè)賦予預(yù)傾角
  • 著眼于配向膜
應(yīng)用范圍:
  • 影像畫質(zhì)

索尼開發(fā)出了響應(yīng)時間在3ms以下的高速液晶顯示技術(shù)“HybridFPA(Field-induced Photo-reactivealignment)”,旨在提高驅(qū)動頻率需要在240Hz以上影像的畫質(zhì)。據(jù)稱,尤其是將該技術(shù)用于各公司投放市場的主動快門(Active Shutter)式三維(3D)電視時,可減少左右眼用影像重疊的“串?dāng)_”問題的發(fā)生。

著眼于配向膜

Hybrid FPA是液晶面板顯示技術(shù)VA(Vertical Alignment)方式之一,由索尼自主開發(fā)(圖1)。該公司2010年5月發(fā)布了此次技術(shù)的基礎(chǔ)——液晶顯示技術(shù)“FPA”。Hybrid FPA作為其改良版,顯示性能得到了進(jìn)一步提高。
圖1:兼具高速響應(yīng)速度和高對比度
索尼開發(fā)出實(shí)現(xiàn)了液晶面板高速響應(yīng)的顯示技術(shù)“Hybrid FPA”。采用對一側(cè)基板賦予預(yù)傾角,而使另一側(cè)基板呈垂直配向狀態(tài)的構(gòu)造。與現(xiàn)有對兩側(cè)基板均賦予預(yù)傾角的FPA相比,可提高電源導(dǎo)通/關(guān)閉時的響應(yīng)速度和對比度(圖根據(jù)索尼的資料制作)

FPA為控制液晶分子的傾斜,采用索尼自主開發(fā)的高分子膜(配向膜)。具體為,在配向膜的主鏈上設(shè)置了與液晶分子親和性較高的部分和可由紫外(UV)光硬化的部分。利用該配向膜制成液晶面板后,在向液晶單元施加電壓的狀態(tài)下照射UV光,使配向膜硬化。由于配向膜主鏈以向特定方向傾斜的狀態(tài)硬化,因此在不施加電壓的狀態(tài)下,即會賦予液晶分子(預(yù)傾角)。向該液晶面板施加電壓后,液晶分子會開始同時傾斜,由此可實(shí)現(xiàn)液晶分子的高速響應(yīng)。

但FPA也存在課題。雖然電壓導(dǎo)通時液晶分子的響應(yīng)速度提高,但電壓關(guān)閉時液晶分子的響應(yīng)速度會變慢。因此,容易在顯示3D影像時出現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象,原因是在切換左右眼用影像的顯示時出現(xiàn)了障礙。另外還存在漏光現(xiàn)象以及對比度下降的問題。
僅對單側(cè)賦予預(yù)傾角

此次開發(fā)的Hybrid FPA僅在夾有液晶的一側(cè)基板上使用了賦予預(yù)傾角的配向膜。據(jù)稱,由此與兩側(cè)均配備賦予了預(yù)傾角的配向膜的原FPA相比,電壓關(guān)閉時液晶分子的響應(yīng)速度要快(圖1)。而且,在未賦予預(yù)傾角的基板一側(cè),液晶分子幾乎全部沿垂直方向配置,因此可減少漏光。由此比現(xiàn)有的FPA還提高了對比度。

實(shí)際上,僅在單側(cè)賦予1~2度預(yù)傾角的Hybrid FPA試制單元在電壓關(guān)閉時,液晶分子的響應(yīng)時間為3.2ms,黑顯示時的亮度為0.42cd/m2,比用此前的FPA技術(shù)試制的單元均有改善(圖2(a))。Hybrid FPA試制單元的液晶層厚度為3.5μm。一般情況下,液晶層越薄,配向膜的效果就越好,液晶分子的響應(yīng)速度也就越快。據(jù)稱,液晶層僅為3.2μm的試制單元,其響應(yīng)時間提高到了3ms以下。
圖2:縮短返回的響應(yīng)時間
 
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Hybrid FPA試制單元,其電壓關(guān)閉時的液晶分子響應(yīng)時間和黑顯示時的亮度與已有FPA的試制單元相比,均得到了改善(a)。而電源導(dǎo)通時的響應(yīng)速度稍慢于FPA(b)。(圖根據(jù)索尼的資料制作)

但因Hybrid FPA僅對單側(cè)基板賦予預(yù)傾角,所以電壓導(dǎo)通時的響應(yīng)速度比FPA稍慢(圖2(b))。該課題“只要使用大尺寸電視用液晶面板等通常利用的激勵(Overdrive)驅(qū)動*就可以解決。如果電壓導(dǎo)通/關(guān)閉時液晶分子的響應(yīng)速度在3ms以下,就基本不會發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象”(索尼)。

激勵(Overdrive)驅(qū)動是一種提高液晶面板響應(yīng)速度的技術(shù)。通過瞬時提高對液晶分子施加的電壓,提高液晶分子的響應(yīng)速度,縮短響應(yīng)時間。

與JSR聯(lián)手推進(jìn)量產(chǎn)化
索尼雖然沒有公布量產(chǎn)Hybrid FPA的具體時間,但將“考慮與面板和部材廠商進(jìn)行合作等”(索尼)。配向膜方面,沒有像原來的FPA那樣采用自主開發(fā)產(chǎn)品,而是使用了與日本JSR公司共同開發(fā)的配向膜。JSR是配向膜領(lǐng)域的大型廠商之一,量產(chǎn)時較少出現(xiàn)供貨不穩(wěn)定的情況。

而關(guān)于面板廠商索尼表示,“雖然沒有談到共同開發(fā)的具體內(nèi)容,但可以直接利用基于VA方式的大型廠商的工藝制造”。

目前,韓國三星電子、臺灣友達(dá)光電(AU Optronics)及臺灣奇美電子(Chimei Innolux)等大型液晶面板廠商,正在量產(chǎn)名為“PSA(Polymer Sustained Alignment)”的VA方式液晶面板。PSA是將UV硬化性單體與液晶分子共同注入面板后,在向液晶單元施加電壓的狀態(tài)下照射UV光,從而控制液晶分子的傾斜。如果單體硬化不充分時,液晶面板就容易出現(xiàn)顯示斑點(diǎn)。Hybrid FPA及FPA“沒有使用單體,因此不用太擔(dān)心可靠性降低”(索尼)。
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