彩膜将消失：1500ppi蓝相液晶屏接近量产

OLED正在吞噬小尺寸显示器市场，LCD屏幕就要走向完结了吗？其实并非如此，据美国光学学会（OSA）消息，下一代蓝相液晶屏幕（blue-phase liquid crystal）已经研发成功，其驱动速度10倍于现有液晶屏，像素密度高达1500PPI，在VR/AR领域拥有广泛前景。

蓝相液晶无需彩色滤光片，亚毫秒响应速度允许RGB背光在不同时间通过液晶发送。 由于LED颜色的切换速度相当快，因此人眼可以整合红色、绿色、蓝色以形成白色。蓝相液晶将空间转换为时间，节省子像素三分之二的配置，其像素密度增加了三倍。

屏幕材质创新让蓝相液晶的光学效率提升三倍，因为背光不必通过彩色滤色片，透光率控制在约30%。蓝相液晶汲取LCD、OLED的部分优势，不仅像素密度更高、屏幕响应更快，而且消除了彩色滤色片发生的颜色串扰，显示颜色会更加鲜艳。

2008年三星展示了第一个蓝相液晶原型，但由于高工作电压和电容充电时间慢等问题，最终没有实现量产。新一代蓝相液晶屏幕由吴诗聪教授的团队研发，通过与液晶制造商日本JNC、显示器制造商台湾友达光电一起合作，预计将在2018年生产出原型样品。

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今天的LCD屏幕是通过向列型液晶调制进入的白色LED背光源。薄膜晶体管提供控制每个像素中的光透射所需的电压。 LCD子像素包含红色，绿色和蓝色的彩色滤光片，它们组合使用以对人眼产生不同的颜色。通过组合所有三种颜色创建白色。

蓝相液晶可以进行切换或控制，比向列型液晶快约10倍。这个亚毫秒响应时间允许每个LED颜色（红色，绿色和蓝色）在不同时间通过液晶发送，并且不需要彩色滤光片。 LED颜色切换如此之快，以使我们的眼睛可以整合红色，绿色和蓝色以形成白色。 20170207-CINN-3 “用彩色滤色片时红、绿、蓝光都是同时产生的，”吴诗聪教授说。“然而，对于蓝相液晶，我们可以使用一个子像素来产生所有三种颜色，但在不同的时间，这将空间转换为时间，节省空间的三分之二的配置，其像素密度增加了三倍。

蓝相液晶也使光学效率提升三倍，因为光不必通过彩色滤色片，这将穿透率控制在约30％。另一个大的优点是所显示的颜色会更加鲜艳，因为它直接来自红色，绿色和蓝色LED，这消除了平时与彩色滤色片发生的颜色串扰。

吴诗聪教授的团队与JNC合作，将蓝相液晶的介电常数降低到最小的可接受范围，以减少晶体管充电时间并获得亚毫秒的光学响应时间。然而，每个像素仍然需要高于单个晶体管提供的驱动电压。为了克服这个问题，研究人员设计了一个凸起的电极结构，使得电场能更深入地穿过液晶，以大幅降低驱动每个像素所需的电压，同时保持高光穿透率。

“我们实现了一个足够低的工作电压，允许每个像素由单个晶体管驱动，同时实现小于1毫秒的响应时间，” 吴诗聪实验室的博士生陈海伟（音译）说。“工作电压和响应时间之间的这种微妙平衡是启用现场顺序彩色显示的关键。