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美國研發(fā)出新一代藍相液晶技術 清晰度超蘋果Retina屏三倍
2017-02-07  來源:中國聚合物網(wǎng)
關鍵詞:藍相液晶

  美國光學學會本月1日對外宣布,吳詩聰教授團隊研發(fā)新一代藍相液晶技術獲得成功,使這種先進技術進一步接近量產(chǎn)階段。據(jù)研究團隊介紹,該技術可以使電視、電腦屏幕和其他顯示器實現(xiàn)更高的解析度,最高可達1500ppi,是目前蘋果Retina屏幕的三倍,并且同時可以降低屏幕所需功耗。新液晶針對場序彩色液晶顯示器的性能進行了優(yōu)化,這被認為是非常有前景的下一代顯示器技術。

  中佛羅里達大學光學與光子學院(CREOL)研究團隊的吳詩聰教授說,“今天的Apple Retina顯示器的像素密度約為每英寸500ppi。“使用我們的新技術,在同樣大小的屏幕上可以實現(xiàn)每英寸1500像素的分辨率。這對于需要通過靠近我們的眼睛實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實的技術特別有吸引力,虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實技術必須在小屏幕中實現(xiàn)高分辨率。

  盡管第一個藍相液晶原型在2008年由三星展示,但由于高工作電壓和電容充電時間慢等問題,該技術還沒有進入生產(chǎn)階段。為了解決這些問題,吳詩聰教授的研究團隊與液晶制造商日本JNC和顯示器制造商臺灣友達光電公司一起合作。

  在來自光學學會(OSA)的期刊Optical Materials Express中,研究人員報道了如何將新液晶與特殊的性能增強電極結構相結合,可以在每像素15V的操作電壓下實現(xiàn)74%的透光率,最終可以使場序彩色顯示器實用于產(chǎn)品開發(fā)。

  文章的第一作者Yuge Huang說:“場序彩色顯示器可以用來實現(xiàn)較小像素以提高屏幕分辨率。“這很重要,因為當今技術的分辨率幾乎達到極限。

藍相液晶是如何運行的

  今天的LCD屏幕是通過向列型液晶調制進入的白色LED背光源。薄膜晶體管提供控制每個像素中的光透射所需的電壓。 LCD子像素包含紅色,綠色和藍色的彩色濾光片,它們組合使用以對人眼產(chǎn)生不同的顏色。通過組合所有三種顏色創(chuàng)建白色。

  藍相液晶可以進行切換或控制,比向列型液晶快約10倍。這個亞毫秒響應時間允許每個LED顏色(紅色,綠色和藍色)在不同時間通過液晶發(fā)送,并且不需要彩色濾光片。 LED顏色切換如此之快,以使我們的眼睛可以整合紅色,綠色和藍色以形成白色。

  “用彩色濾色片時紅、綠、藍光都是同時產(chǎn)生的,”吳詩聰教授說。“然而,對于藍相液晶,我們可以使用一個子像素來產(chǎn)生所有三種顏色,但在不同的時間,這將空間轉換為時間,節(jié)省空間的三分之二的配置,其像素密度增加了三倍。

  藍相液晶也使光學效率提升三倍,因為光不必通過彩色濾色片,這將穿透率控制在約30%。另一個大的優(yōu)點是所顯示的顏色會更加鮮艷,因為它直接來自紅色,綠色和藍色LED,這消除了平時與彩色濾色片發(fā)生的顏色串擾。

  吳詩聰教授的團隊與JNC合作,將藍相液晶的介電常數(shù)降低到最小的可接受范圍,以減少晶體管充電時間并獲得亞毫秒的光學響應時間。然而,每個像素仍然需要高于單個晶體管提供的驅動電壓。為了克服這個問題,研究人員設計了一個凸起的電極結構,使得電場能更深入地穿過液晶,以大幅降低驅動每個像素所需的電壓,同時保持高光穿透率。

  “我們實現(xiàn)了一個足夠低的工作電壓,允許每個像素由單個晶體管驅動,同時實現(xiàn)小于1毫秒的響應時間,” 吳詩聰實驗室的博士生陳海偉(音譯)說。“工作電壓和響應時間之間的這種微妙平衡是啟用現(xiàn)場順序彩色顯示的關鍵。

2018年生產(chǎn)藍相液晶原型

  “現(xiàn)在我們已經(jīng)表明,將藍相液晶與凸起的電極結構相結合是可行的,下一步是實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的樣品。“我們的合作伙伴AUO在制造突出電極結構方面具有豐富的經(jīng)驗,并且能夠生產(chǎn)這種樣品。

  吳世聰預測,第一個樣品可能在明年實現(xiàn)。因為AUO已經(jīng)有一個使用凸起的電極結構的樣品,剩下就只需要與JNC合作使用新材料來進行生產(chǎn)。

  原文鏈接:https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170201110628.htm

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(責任編輯:xu)
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