索尼開發響應時間3ms以下的高速液晶技術
發布時間:2011-01-17 來源:技術在線
產品特性:
索尼開發出了響應時間在3ms以下的高速液晶顯示技術“HybridFPA(Field-induced Photo-reactivealignment)”,旨在提高驅動頻率需要在240Hz以上影像的畫質。據稱,尤其是將該技術用於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“串擾”問題的發生。
著眼於配向膜
Hybrid FPA是液晶麵板顯示技術VA(Vertical Alignment)方式之一,由索尼自主開發(圖1)。該公司2010年5月發布了此次技術的基礎——液晶顯示技術“FPA”。Hybrid FPA作為其改良版,顯示性能得到了進一步提高。
FPA為控製液晶分子的傾斜,采用索尼自主開發的高分子膜(配向膜)。具體為,在配向膜的主鏈上設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。利用該配向膜製成液晶麵板後,在向液晶單元施加電壓的狀態下照射UV光,使配向膜硬化。由於配向膜主鏈以向特定方向傾斜的狀態硬化,因此在不施加電壓的狀態下,即會賦予液晶分子(預傾角)。向該液晶麵板施加電壓後,液晶分子會開始同時傾斜,由此可實現液晶分子的高速響應。
但FPA也存在課題。雖然電壓導通時液晶分子的響應速度提高,但電壓關閉時液晶分子的響應速度會變慢。因此,容易在顯示3D影像時出現串擾現象,原因是在切換左右眼用影像的顯示時出現了障礙。另外還存在漏光現象以及對比度下降的問題。
僅對單側賦予預傾角
此次開發的Hybrid FPA僅在夾有液晶的一側基板上使用了賦予預傾角的配向膜。據稱,由此與兩側均配備賦予了預傾角的配向膜的原FPA相比,電壓關閉時液晶分子的響應速度要快(圖1)。而且,在未賦予預傾角的基板一側,液晶分子幾乎全部沿垂直方向配置,因此可減少漏光。由此比現有的FPA還提高了對比度。
實際上,僅在單側賦予1~2度預傾角的Hybrid FPA試製單元在電壓關閉時,液晶分子的響應時間為3.2ms,黑顯示時的亮度為0.42cd/m2,比用此前的FPA技術試製的單元均有改善(圖2(a))。Hybrid FPA試製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,液晶分子的響應速度也就越快。據稱,液晶層僅為3.2μm的試製單元,其響應時間提高到了3ms以下。
但因Hybrid FPA僅對單側基板賦予預傾角,所以電壓導通時的響應速度比FPA稍慢(圖2(b))。該課題“隻要使用大尺寸電視用液晶麵板等通常利用的激勵(Overdrive)驅動*就可以解決。如果電壓導通/關閉時液晶分子的響應速度在3ms以下,就基本不會發生串擾現象”(索尼)。
激勵(Overdrive)驅動是一種提高液晶麵板響應速度的技術。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速度,縮短響應時間。
與JSR聯手推進量產化
索尼雖然沒有公布量產Hybrid FPA的具體時間,但將“考慮與麵板和部材廠商進行合作等”(索尼)。配向膜方麵,沒有像原來的FPA那樣采用自主開發產品,而是使用了與日本JSR公司共同開發的配向膜。JSR是配向膜領域的大型廠商之一,量產時較少出現供貨不穩定的情況。
而關於麵板廠商索尼表示,“雖然沒有談到共同開發的具體內容,但可以直接利用基於VA方式的大型廠商的工藝製造”。
目前,韓國三星電子、台灣友達光電(AU Optronics)及台灣奇美電子(Chimei Innolux)等大型液晶麵板廠商,正在量產名為“PSA(Polymer Sustained Alignment)”的VA方式液晶麵板。PSA是將UV硬化性單體與液晶分子共同注入麵板後,在向液晶單元施加電壓的狀態下照射UV光,從而控製液晶分子的傾斜。如果單體硬化不充分時,液晶麵板就容易出現顯示斑點。Hybrid FPA及FPA“沒有使用單體,因此不用太擔心可靠性降低”(索尼)。
- 僅對單側賦予預傾角
- 著眼於配向膜
- 影像畫質
索尼開發出了響應時間在3ms以下的高速液晶顯示技術“HybridFPA(Field-induced Photo-reactivealignment)”,旨在提高驅動頻率需要在240Hz以上影像的畫質。據稱,尤其是將該技術用於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“串擾”問題的發生。
著眼於配向膜
Hybrid FPA是液晶麵板顯示技術VA(Vertical Alignment)方式之一,由索尼自主開發(圖1)。該公司2010年5月發布了此次技術的基礎——液晶顯示技術“FPA”。Hybrid FPA作為其改良版,顯示性能得到了進一步提高。

圖1:兼具高速響應速度和高對比度
索尼開發出實現了液晶麵板高速響應的顯示技術“Hybrid FPA”。采用對一側基板賦予預傾角,而使另一側基板呈垂直配向狀態的構造。與現有對兩側基板均賦予預傾角的FPA相比,可提高電源導通/關閉時的響應速度和對比度(圖根據索尼的資料製作)
FPA為控製液晶分子的傾斜,采用索尼自主開發的高分子膜(配向膜)。具體為,在配向膜的主鏈上設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。利用該配向膜製成液晶麵板後,在向液晶單元施加電壓的狀態下照射UV光,使配向膜硬化。由於配向膜主鏈以向特定方向傾斜的狀態硬化,因此在不施加電壓的狀態下,即會賦予液晶分子(預傾角)。向該液晶麵板施加電壓後,液晶分子會開始同時傾斜,由此可實現液晶分子的高速響應。
但FPA也存在課題。雖然電壓導通時液晶分子的響應速度提高,但電壓關閉時液晶分子的響應速度會變慢。因此,容易在顯示3D影像時出現串擾現象,原因是在切換左右眼用影像的顯示時出現了障礙。另外還存在漏光現象以及對比度下降的問題。
僅對單側賦予預傾角
此次開發的Hybrid FPA僅在夾有液晶的一側基板上使用了賦予預傾角的配向膜。據稱,由此與兩側均配備賦予了預傾角的配向膜的原FPA相比,電壓關閉時液晶分子的響應速度要快(圖1)。而且,在未賦予預傾角的基板一側,液晶分子幾乎全部沿垂直方向配置,因此可減少漏光。由此比現有的FPA還提高了對比度。
實際上,僅在單側賦予1~2度預傾角的Hybrid FPA試製單元在電壓關閉時,液晶分子的響應時間為3.2ms,黑顯示時的亮度為0.42cd/m2,比用此前的FPA技術試製的單元均有改善(圖2(a))。Hybrid FPA試製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,液晶分子的響應速度也就越快。據稱,液晶層僅為3.2μm的試製單元,其響應時間提高到了3ms以下。

圖2:縮短返回的響應時間
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Hybrid FPA試製單元,其電壓關閉時的液晶分子響應時間和黑顯示時的亮度與已有FPA的試製單元相比,均得到了改善(a)。而電源導通時的響應速度稍慢於FPA(b)。(圖根據索尼的資料製作)[page]
但因Hybrid FPA僅對單側基板賦予預傾角,所以電壓導通時的響應速度比FPA稍慢(圖2(b))。該課題“隻要使用大尺寸電視用液晶麵板等通常利用的激勵(Overdrive)驅動*就可以解決。如果電壓導通/關閉時液晶分子的響應速度在3ms以下,就基本不會發生串擾現象”(索尼)。
激勵(Overdrive)驅動是一種提高液晶麵板響應速度的技術。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速度,縮短響應時間。
與JSR聯手推進量產化
索尼雖然沒有公布量產Hybrid FPA的具體時間,但將“考慮與麵板和部材廠商進行合作等”(索尼)。配向膜方麵,沒有像原來的FPA那樣采用自主開發產品,而是使用了與日本JSR公司共同開發的配向膜。JSR是配向膜領域的大型廠商之一,量產時較少出現供貨不穩定的情況。
而關於麵板廠商索尼表示,“雖然沒有談到共同開發的具體內容,但可以直接利用基於VA方式的大型廠商的工藝製造”。
目前,韓國三星電子、台灣友達光電(AU Optronics)及台灣奇美電子(Chimei Innolux)等大型液晶麵板廠商,正在量產名為“PSA(Polymer Sustained Alignment)”的VA方式液晶麵板。PSA是將UV硬化性單體與液晶分子共同注入麵板後,在向液晶單元施加電壓的狀態下照射UV光,從而控製液晶分子的傾斜。如果單體硬化不充分時,液晶麵板就容易出現顯示斑點。Hybrid FPA及FPA“沒有使用單體,因此不用太擔心可靠性降低”(索尼)。
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