OLED也是可憐娃，由于聲名在外(wai)，難(nan)免(mian)會有幾個(ge)不識趣的(de)后起之輩(bei)想要和它懟(dui)。比(bi)如(ru)量子點，比(bi)如(ru)QLED，再比(bi)如(ru)Micro LED，誰都(dou)搶(qiang)著拿下“下一代顯(xian)示技術”的(de)帽子。
然而，你們都too young too simple。現(xian)有的量子點技術(shu)根本贏不了(le)OLED，QLED甚至連(lian)剖腹(fu)產都出不來(lai)。Micro LED么，民用化再等幾年吧……不過今天要說的藍相液晶，倒(dao)還真有那(nei)么點意思，或許可以讓OLED顫抖一(yi)下。
三星于(yu)2008年(nian)發表的第(di)一款藍相液(ye)晶面板
本月1日，由來自臺(tai)灣的物理學家吳詩聰領導的美國團隊(dui)宣布成功研發出新一代(dai)藍相液晶技術，試制品的像(xiang)素密度達到1500ppi，是蘋果(guo)Retina顯示器(qi)的三倍(bei)。未(wei)來有望應用在VR、AR等顯示領域(yu)，進(jin)一步增(zeng)強(qiang)小屏幕上(shang)的分辨率表(biao)現。
世(shi)界上第一款藍(lan)(lan)相(xiang)液(ye)晶(jing)面板由三星于2008年推出，基于藍(lan)(lan)相(xiang)液(ye)晶(jing)的(de)技術特點，這塊面板達(da)到(dao)了(le)240Hz的(de)高刷新率，但同(tong)時存在著需要高電壓、發熱量大以及(ji)顯示(shi)對比(bi)度低的(de)缺點。
而此(ci)次吳詩聰團隊研發的(de)藍相液晶解決了上述問題，在每像素15V的(de)電壓下實現了74%的(de)透光(guang)率，達到可以商(shang)用的(de)程度。
前(qian)提概(gai)要已(yi)說明完了，那么究竟什么是藍相液晶(jing)呢(ni)？
來自1888年的意外發現
液(ye)晶最(zui)早于(yu)1888年被奧地利植物學和化學家弗里(li)德里(li)希·理查德·萊尼澤所發現，當(dang)時他(ta)正在(zai)加熱安(an)息香酸膽固醇酯(zhi)時意外(wai)察覺到其在(zai)145℃時會融解為混濁液(ye)體(ti)(ti)，繼續加熱至(zhi)179℃時變為透明液(ye)體(ti)(ti)，這(zhe)個(ge)透明液(ye)體(ti)(ti)便是液(ye)晶。
當時在(zai)發(fa)表的報告中(zhong)，弗里德(de)里希還提到過(guo)在(zai)降(jiang)溫(wen)測試時液(ye)(ye)晶出現了一種持續時間短(duan)暫的藍(lan)色(se)形(xing)態，這(zhe)正是液(ye)(ye)晶的一種特殊形(xing)態——藍(lan)相液(ye)(ye)晶。
藍相(xiang)(xiang)液(ye)晶的(de)(de)一個(ge)特(te)點是系統(tong)穩(wen)定，雖(sui)然(ran)其結(jie)構呈雙扭(niu)旋(xuan)特(te)性，離中(zhong)心軸(zhou)(zhou)(zhou)越(yue)遠則越(yue)不(bu)穩(wen)定，但依然(ran)比普通液(ye)晶的(de)(de)單扭(niu)旋(xuan)結(jie)構穩(wen)定性更好，盡管差別不(bu)會很大(da)。一個(ge)單位(wei)體積(ji)的(de)(de)雙扭(niu)旋(xuan)結(jie)構為柱狀系統(tong)，內(nei)部擁有多(duo)個(ge)螺(luo)旋(xuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)并交匯于中(zhong)央的(de)(de)中(zhong)心軸(zhou)(zhou)(zhou)，以45°圍繞中(zhong)心軸(zhou)(zhou)(zhou)旋(xuan)轉。將多(duo)個(ge)雙扭(niu)旋(xuan)結(jie)構堆疊在一起，便是通常意義上的(de)(de)藍相(xiang)(xiang)液(ye)晶了。
藍相液晶的雙(shuang)扭(niu)旋結構
然而(er)堆疊在一起的藍相液(ye)晶在交匯處存在晶體(ti)缺陷(xian)，這(zhe)是(shi)由(you)于原子或(huo)分子的不完美排(pai)列(lie)造成(cheng)的，無(wu)法避免。但就是(shi)因(yin)為有(you)晶體(ti)缺陷(xian)的存在，使得(de)藍相液(ye)晶顯得(de)與眾不同。這(zhe)些缺陷(xian)的間距只有(you)幾百納米，根據布拉格反(fan)射(she)的原理，此(ci)時光線遇到這(zhe)些缺陷(xian)后彼此(ci)發生(sheng)干涉，由(you)此(ci)會產生(sheng)帶(dai)有(you)顏色的反(fan)射(she)光，但不一定是(shi)藍色。
藍(lan)相液晶的晶體缺陷
如果在(zai)(zai)此基礎(chu)上(shang)施(shi)加(jia)外部(bu)電壓(ya)，由(you)于存在(zai)(zai)克爾效應，隨著晶格折射率的改(gai)變(bian)，反射光可以呈現不同的顏色(se)。
看到(dao)這(zhe)里，一(yi)些聰明(ming)(ming)人也(ye)許(xu)就明(ming)(ming)白了(le)。是的(de)，藍相液(ye)晶(jing)能(neng)夠(gou)控制光(guang)的(de)顏色，不再需(xu)要(yao)濾光(guang)片著色，這(zhe)才是它的(de)最大特點，而不是什么高精(jing)細。
一個像素產生紅綠藍光
在(zai)(zai)普通的(de)液(ye)晶(jing)顯示結構中，需要使用RGB三色濾光(guang)片對白光(guang)進行(xing)著色，以(yi)(yi)此實現(xian)全彩。至(zhi)于灰(hui)階的(de)控制(zhi)，則是通過調整施加在(zai)(zai)液(ye)晶(jing)單元上的(de)電(dian)壓來達到調節的(de)目的(de)。因為液(ye)晶(jing)需要被(bei)灌注在(zai)(zai)厚約幾微米的(de)玻璃(li)基板上，晶(jing)體單元較大，所以(yi)(yi)驅動時間較長，造成響應速(su)度緩慢(man)。
藍相液晶顯示屏
而藍相液晶(jing)則不同(tong)，它可以實現自行排(pai)列，也不需要(yao)固定液晶(jing)分子(zi)排(pai)列的(de)配相層，因此單個晶(jing)體單元只有幾(ji)十到幾(ji)百納米，使之更易驅(qu)動。三星于(yu)2008年發表的(de)藍相液晶(jing)面板有著(zhu)240Hz的(de)高刷(shua)新率，正是(shi)基(ji)于(yu)此特點。
當然更讓人感(gan)到興奮(fen)的是，由于不再需要(yao)濾(lv)光片(pian)，加上藍相(xiang)液晶(jing)的響應(ying)速度超群，因此原本(ben)需要(yao)三個子像(xiang)素(su)來進行(xing)RGB混色，如今只需要(yao)一個子像(xiang)素(su)便可完成這一過(guo)程。
藍相液晶顯(xian)色示意圖(tu)
之前(qian)三星利用克爾效(xiao)應(ying)(ying)，讓藍(lan)相液(ye)晶(jing)發(fa)出紅、綠(lv)、藍(lan)光(guang)(guang)，然后(hou)根據(ju)所需要的顏色(se)，在10倍(bei)于(yu)普通(tong)液(ye)晶(jing)的響應(ying)(ying)時間(jian)里讓像素(su)快(kuai)速(su)閃(shan)爍，直(zhi)接(jie)混合(he)(he)紅、綠(lv)、藍(lan)三種(zhong)色(se)彩(cai)。吳詩聰(cong)團隊的方案據(ju)說是使(shi)用了紅、綠(lv)、藍(lan)三種(zhong)LED背光(guang)(guang)燈，在亞毫秒級(ji)的響應(ying)(ying)時間(jian)里進(jin)行快(kuai)速(su)切換(huan)。由(you)于(yu)閃(shan)爍時間(jian)極為迅速(su)，肉眼無法捕捉(zhuo)，因此我們看(kan)到的直(zhi)接(jie)就是混合(he)(he)后(hou)的色(se)彩(cai)，而非普通(tong)電(dian)視那樣間(jian)接(jie)混合(he)(he)RGB三色(se)。
這一顯色(se)(se)原理與(yu)DLP投影機相近，也(ye)是(shi)通過快速切(qie)換RGB三色(se)(se)來實現混(hun)色(se)(se)。理論上(shang)，這種混(hun)色(se)(se)方式顯示出來的色(se)(se)彩會更加(jia)柔(rou)和與(yu)準確。
正是由于采(cai)用(yong)單子(zi)像素發光，因此在原有(you)的玻璃(li)基板上可(ke)以塞入更多的藍相液晶像素，超高精細面板就(jiu)誕生了。
但藍(lan)(lan)相(xiang)液(ye)晶也并非完美無缺(que)，比如它(ta)所(suo)需要的驅(qu)動電壓實在過高，由此也導(dao)致(zhi)發熱(re)量過大。吳(wu)詩聰(cong)團(tuan)隊的解決方(fang)案是(shi)使用一種(zhong)凸(tu)起的電極結構(gou)，使電場能更(geng)深入地驅(qu)動液(ye)晶，降低(di)所(suo)需的驅(qu)動電壓。不過提升(sheng)其透(tou)光率，依然是(shi)藍(lan)(lan)相(xiang)液(ye)晶所(suo)需面臨(lin)的重要課題。
下一步是商品化
由于(yu)新的藍相液(ye)晶技(ji)術與三星當年(nian)已(yi)經(jing)不(bu)可同日(ri)(ri)而語，因(yin)此吳詩聰認為商品化(hua)已(yi)經(jing)指日(ri)(ri)可待(dai)。他們找(zhao)到的合作(zuo)伙(huo)伴是(shi)日(ri)(ri)本JNC石油(you)化(hua)學與臺灣友達光(guang)電，后者已(yi)經(jing)擁有凸起電極(ji)結構的樣品，接下來將(jiang)與JNC合作(zuo)開發材料，早已(yi)實現工業化(hua)生產。盡管目前能看到的樣品稀(xi)少，但已(yi)經(jing)讓人倍感期待(dai)了。
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