«У сегодняшних дисплеев Retina Apple есть плотность резолюции приблизительно 500 пикселей на дюйм», сказал Шин-Тсон Ву, который возглавил исследовательскую группу в Университете Колледжа Центральной Флориды Оптики и Фотоники (CREOL). «С нашей новой технологией плотность резолюции 1 500 пикселей на дюйм могла быть достигнута на том же самом размерном экране. Это особенно привлекательно для наушников виртуальной реальности или технологии дополненной реальности, которая должна достигнуть высокого разрешения в маленьком экране, чтобы выглядеть острой, когда помещено близко к нашим глазам».Хотя первый жидкокристаллический прототип синей фазы был продемонстрирован Samsung в 2008, технология все еще не переместилась в производство из-за проблем с высоким операционным напряжением и медленное зарядное время конденсатора. Чтобы заняться этими проблемами, исследовательская группа Ву работала с сотрудниками от жидкокристаллического производителя JNC Petrochemical Corporation в Японии и производителя дисплеев AU Optronics Corporation на Тайване.
В журнале Optical Materials Express, от Оптического Общества (OSA), исследователи сообщают, как объединение нового жидкого кристалла со специальной увеличивающей работу структурой электрода может достигнуть легкого коэффициента пропускания 74 процентов с операционным напряжением 15 В за пиксель – эксплуатационные уровни, которые могли наконец сделать полевые последовательные цветные дисплеи практичными для разработки нового продукта.«Полевые последовательные цветные дисплеи могут использоваться, чтобы достигнуть меньших пикселей, должен был повысить плотность резолюции», сказал Югэ Хуан, первый автор статьи. «Это важно, потому что плотность резолюции сегодняшней технологии почти в ее пределе».Как это работаетСегодняшние жидкокристаллические экраны содержат тонкий слой нематического жидкого кристалла, через который смодулирована поступающая белая светодиодная подсветка.
Транзисторы тонкой пленки обеспечивают необходимое напряжение, которое управляет светопроницаемостью в каждом пикселе. Жидкокристаллические субпиксели содержат красные, зеленые и синие светофильтры, которые используются в комбинации, чтобы произвести различные цвета для человеческого глаза. Цветной белый создан, объединив все три цвета.Жидкий кристалл синей фазы можно переключить или управлять, приблизительно в 10 раз быстрее, чем нематический тип.
Это время отклика подмиллисекунды позволяет каждому светодиодному цвету (красный, зеленый и синий) быть посланным через жидкий кристалл в разное время и избавляет от необходимости цветные фильтры. Светодиодные цвета переключены так быстро, что наши глаза могут объединяться красный, зеленый и синий, чтобы сформироваться белый.
«С цветными фильтрами красный, зеленый и синий свет все произведен в то же время», сказал Ву. «Однако с жидким кристаллом синей фазы мы можем использовать один субпиксель, чтобы сделать все три цвета, но в разное время. Это преобразовывает пространство во время, экономящую место конфигурацию двух третей, которая утраивает плотность резолюции».
Жидкий кристалл синей фазы также утраивает оптическую эффективность, потому что свет не должен проходить через цветные фильтры, которые ограничивают коэффициент пропускания приблизительно 30 процентами. Другое большое преимущество состоит в том, что показанный цвет более ярок, потому что он прибывает непосредственно из красных, зеленых и синих светодиодов, который устраняет цветную перекрестную связь, которая происходит с обычными цветными фильтрами.
Команда Ву работала с JNC, чтобы уменьшить диэлектрик жидкого кристалла синей фазы, постоянный до минимально приемлемого диапазона, чтобы уменьшить зарядное время транзистора и получить подмиллисекунду оптическое время отклика. Однако каждому пикселю все еще было нужно немного более высокое напряжение, чем единственный транзистор мог обеспечить. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи осуществили высовывавшую структуру электрода, которая позволяет электрическому полю проникнуть через жидкий кристалл более глубоко. Это понизилось, напряжение должно было вести каждый пиксель, поддерживая высокий легкий коэффициент пропускания.
«Мы достигли эксплуатационного напряжения достаточно низко, чтобы позволить каждому пикселю вестись единственным транзистором, также достигая времени отклика меньше чем 1 миллисекунды», сказал Хэйвеи Чен, докторант в лаборатории Ву. «Это неустойчивое равновесие между эксплуатационным напряжением и время отклика ключевое для предоставления возможности полевых последовательных цветных дисплеев».Создание прототипа«Теперь, когда мы показали, что объединение жидкого кристалла синей фазы с высовывавшей электронной структурой выполнимо, следующий шаг для промышленности, чтобы объединить их в рабочий прототип», сказал Ву. «Наш партнер AU Optronics имеет обширный опыт в производстве высовывавшей структуры электрода и находится в хорошем положении, чтобы произвести этот прототип».Ву предсказывает, что рабочий прототип мог быть доступным в следующем году.
Так как у AU Optronics уже есть прототип, который использует высовывавшие электроды, это только будет вопрос работы с JNC, чтобы получить новый материал в тот прототип.