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索尼开发响应时间可为3ms以下的高速液晶技术,旨在提高3D电视画质

佐伯真也| 索尼,高速液晶技术,3D电视| 2011-01-06
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    *索尼开发响应时间可为3ms以下的高速液晶技术


索尼开发出了响应时间在
3ms以下的高速液晶显示技术“HybridFPAField-induced Photo-reactivealignment)”,旨在提高驱动频率需要在240Hz以上影像的画质。据称,尤其是将该技术用于各公司投放市场的主动快门(Active Shutter)式三维(3D)电视时,可减少左右眼用影像重叠的“串扰”问题的发生。

着眼于配向膜

Hybrid FPA是液晶面板显示技术VAVertical Alignment)方式之一,由索尼自主开发(图1)。该公司20105月发布了此次技术的基础——液晶显示技术“FPA”。Hybrid FPA作为其改良版,显示性能得到了进一步提高。

1:兼具高速响应速度和高对比度

索尼开发出实现了液晶面板高速响应的显示技术“Hybrid FPA”。采用对一侧基板赋予预倾角,而使另一侧基板呈垂直配向状态的构造。与现有对两侧基板均赋予预倾角的FPA相比,可提高电源导通/关闭时的响应速度和对比度(图根据索尼的资料制作)

FPA为控制液晶分子的倾斜,采用索尼自主开发的高分子膜(配向膜)。具体为,在配向膜的主链上设置了与液晶分子亲和性较高的部分和可由紫外(UV)光硬化的部分。利用该配向膜制成液晶面板后,在向液晶单元施加电压的状态下照射UV光,使配向膜硬化。由于配向膜主链以向特定方向倾斜的状态硬化,因此在不施加电压的状态下,即会赋予液晶分子(预倾角)。向该液晶面板施加电压后,液晶分子会开始同时倾斜,由此可实现液晶分子的高速响应。

FPA也存在课题。虽然电压导通时液晶分子的响应速度提高,但电压关闭时液晶分子的响应速度会变慢。因此,容易在显示3D影像时出现串扰现象,原因是在切换左右眼用影像的显示时出现了障碍。另外还存在漏光现象以及对比度下降的问题。

仅对单侧赋予预倾角

此次开发的Hybrid FPA仅在夹有液晶的一侧基板上使用了赋予预倾角的配向膜。据称,由此与两侧均配备赋予了预倾角的配向膜的原FPA相比,电压关闭时液晶分子的响应速度要快(图1)。而且,在未赋予预倾角的基板一侧,液晶分子几乎全部沿垂直方向配置,因此可减少漏光。由此比现有的FPA还提高了对比度。

实际上,仅在单侧赋予12度预倾角的Hybrid FPA试制单元在电压关闭时,液晶分子的响应时间为3.2ms,黑显示时的亮度为0.42cd/m2,比用此前的FPA技术试制的单元均有改善(图2a))。Hybrid FPA试制单元的液晶层厚度为3.5μm。一般情况下,液晶层越薄,配向膜的效果就越好,液晶分子的响应速度也就越快。据称,液晶层仅为3.2μm的试制单元,其响应时间提高到了3ms以下。

2:缩短返回的响应时间

Hybrid FPA试制单元,其电压关闭时的液晶分子响应时间和黑显示时的亮度与已有FPA的试制单元相比,均得到了改善(a)。而电源导通时的响应速度稍慢于FPAb)。(图根据索尼的资料制作)

但因Hybrid FPA仅对单侧基板赋予预倾角,所以电压导通时的响应速度比FPA稍慢(图2b))。该课题“只要使用大尺寸电视用液晶面板等通常利用的激励(Overdrive)驱动*就可以解决。如果电压导通/关闭时液晶分子的响应速度在3ms以下,就基本不会发生串扰现象”(索尼)。

*激励(Overdrive)驱动是一种提高液晶面板响应速度的技术。通过瞬时提高对液晶分子施加的电压,提高液晶分子的响应速度,缩短响应时间。

JSR联手推进量产化

索尼虽然没有公布量产Hybrid FPA的具体时间,但将“考虑与面板和部材厂商进行合作等”(索尼)。配向膜方面,没有像原来的FPA那样采用自主开发产品,而是使用了与日本JSR公司共同开发的配向膜。JSR是配向膜领域的大型厂商之一,量产时较少出现供货不稳定的情况。

而关于面板厂商索尼表示,“虽然没有谈到共同开发的具体内容,但可以直接利用基于VA方式的大型厂商的工艺制造”。

目前,韩国三星电子、台湾友达光电(AU Optronics)及台湾奇美电子(Chimei Innolux)等大型液晶面板厂商,正在量产名为“PSAPolymer Sustained Alignment)”的VA方式液晶面板。PSA是将UV硬化性单体与液晶分子共同注入面板后,在向液晶单元施加电压的状态下照射UV光,从而控制液晶分子的倾斜。如果单体硬化不充分时,液晶面板就容易出现显示斑点。Hybrid FPAFPA“没有使用单体,因此不用太担心可靠性降低”(索尼)。

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