索尼高速液晶顯示技術(shù)Hybrid FPA詳解

　　索尼開(kāi)發(fā)出了響應(yīng)時(shí)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(dòng)頻率需要在240Hz以上影像的畫(huà)質(zhì)。據(jù)稱，尤其是將該技術(shù)用于各公司投放市場(chǎng)的主動(dòng)快門(mén)(Active Shutter)式三維(3D)電視時(shí)，可減少左右眼用影像重疊的“串?dāng)_”問(wèn)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(kāi)發(fā)。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。

　　FPA為控制液晶分子的傾斜，采用索尼自主開(kāi)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(huì)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(huì)開(kāi)始同時(shí)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(shí)液晶分子的響應(yīng)速度提高，但電壓關(guān)閉時(shí)液晶分子的響應(yīng)速度會(huì)變慢。因此，容易在顯示3D影像時(shí)出現(xiàn)串?dāng)_現(xiàn)象，原因是在切換左右眼用影像的顯示時(shí)出現(xiàn)了障礙。另外還存在漏光現(xiàn)象以及對(duì)比度下降的問(wèn)題。

　　僅對(duì)單側(cè)賦予預(yù)傾角

　　此次開(kāi)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(shí)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(duì)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(shí)，液晶分子的響應(yīng)時(shí)間為3.2ms，黑顯示時(shí)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(shí)間提高到了3ms以下。

　　但因Hybrid FPA僅對(duì)單側(cè)基板賦予預(yù)傾角，所以電壓導(dǎo)通時(shí)的響應(yīng)速度比FPA稍慢。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(lì)(Overdrive)驅(qū)動(dòng)*就可以解決。如果電壓導(dǎo)通/關(guān)閉時(shí)液晶分子的響應(yīng)速度在3ms以下，就基本不會(huì)發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象”(索尼)。

　　*激勵(lì)(Overdrive)驅(qū)動(dòng)是一種提高液晶面板響應(yīng)速度的技術(shù)。通過(guò)瞬時(shí)提高對(duì)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(shí)間。

　　與JSR聯(lián)手推進(jìn)量產(chǎn)化

　　索尼雖然沒(méi)有公布量產(chǎn)Hybrid FPA的具體時(shí)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(méi)有像原來(lái)的FPA那樣采用自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，而是使用了與日本JSR公司共同開(kāi)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(shí)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(méi)有談到共同開(kāi)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(guó)三星電子、臺(tái)灣友達(dá)光電(AU Optronics)及臺(tái)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(shí)，液晶面板就容易出現(xiàn)顯示斑點(diǎn)。Hybrid FPA及FPA“沒(méi)有使用單體，因此不用太擔(dān)心可靠性降低”。

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