基于FFS模式液晶面板的三維立體顯示關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、三維(3D)立體顯示憑借其比傳統(tǒng)的二維(2D)顯示更具身臨其境的視覺感受，越來越得到更加廣泛的研究和應(yīng)用，將成為下一代顯示技術(shù)的重要發(fā)展方向。本文基于邊緣場開關(guān)(FFS)模式液晶面板，對3D顯示中一些關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。
　　對于快門式(SG)3D顯示器件，本文針對制約FFS模式液晶面板應(yīng)用于SG3D顯示器件的瓶頸—響應(yīng)時間問題，設(shè)計制備了FFS模式快響應(yīng)液晶面板，并采用該液晶面板成功制備了SG3D顯示器件。對FFS模式液晶面板響

2、應(yīng)時間的提升，主要從像素設(shè)計的優(yōu)化、快響應(yīng)液晶材料的設(shè)計，以及低液晶層厚等方面進行了研究。通過對面板像素的模擬，選取了像素電極周期(2nd ITO pitch)為8μm，電極寬度(Slit width)為2.7μm，電極與液晶取向夾角(Slit angle)11°，液晶層厚(Cellgap)從3.55μm減小到2.8μm的優(yōu)化條件。結(jié)合像素結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，設(shè)計了低粘度(γ1)、高彈性常數(shù)(k2)和高光學(xué)各向異性(△n)的快響應(yīng)液晶材料，在驅(qū)

3、動電壓基本保持不變的情況下，灰階響應(yīng)時間（GTG RT）從7.43ms降低到4.48ms，相對于同樣的液晶層厚，面板透過率相比于傳統(tǒng)液晶提高了15.6％。同時，控制了白光色度和色溫(CCT)的偏移。進一步地，采用FFS模式快響應(yīng)液晶面板，制備了SG3D顯示器件，其3D串?dāng)_(Crosstalk)達到3.7％。并且，當(dāng)Cell gap從2.8μm調(diào)整到2.6μm時，優(yōu)化的灰階響應(yīng)時間達到3.18ms，優(yōu)化的3D crosstalk為3.33

4、％，3D顯示效果得到進一步提升。同時，研究了FFS模式下相位延遲(Retardation)對液晶光效和相對色溫的影響:在260～350nm光程區(qū)間內(nèi)，Retardation每增加10nm，液晶光效有約3％的提高，色溫有約800～900K的降低。
　　對于偏光式(PR)3D顯示器件，本文針對垂直方向3D串?dāng)_敏感、難以對3D視角進行精確評估的問題，分析研究了PR3D視角機理，推導(dǎo)建立了3D視角精確評估的理論模型。采用該模型，對基于FF

5、S模式面板的PR3D垂直視角、PR的貼附偏差及PR與面板像素的匹配進行了研究。相比于傳統(tǒng)3D視角計算方法，引入了串?dāng)_、像素開口和光界面折射等參數(shù)，提出和構(gòu)建了新的3D視角評估模型，并推導(dǎo)了計算公式，實驗驗證了3D視角評估方法的有效性。系統(tǒng)研究了PR3D顯示面板主要參數(shù)對3D視角的影響:3D視角與BM寬度、像素尺寸，以及玻璃基板和偏振片的折射率成正比，而與玻璃基板和偏振片的厚度成反比。減薄玻璃基板的厚度，是一種提升3D視角行之有效的方法。

6、基于新的3D視角計算模型，推導(dǎo)和驗證了當(dāng)PR帖附發(fā)生偏差時的上下3D視角:PR帖附發(fā)生偏差時，上下3D視角有偏移發(fā)生，視角偏移沿PR相對于像素錯位的方向，錯位越多，3D視角偏移越大，但總的3D視角基本保持不變?；谛碌?D視角計算模型，推導(dǎo)和驗證了當(dāng)PR收縮設(shè)計時的上下3D視角:PR收縮設(shè)計有利于將上下3D視角向中心匯聚，能實現(xiàn)更好的3D視角效果。對于PR3D顯示器件，3D視角機理的分析和理論模型的建立，對于偏光立體顯示中3D垂直視角和

7、面板設(shè)計的優(yōu)化具有重要的參考意義。
　　對于3D顯示器件對圖像的色彩再現(xiàn)能力提升，本文對應(yīng)用于3D顯示的FFS模式液晶面板的標(biāo)準(zhǔn)色域進行了設(shè)計研究。模擬分析了光譜對色度的影響，從LED背光源和彩膜兩部分光譜進行了調(diào)節(jié)和優(yōu)化，通過采用RG熒光粉LED背光匹配新的彩膜光阻，選取彩膜厚度2.2μm時，F(xiàn)FS模式3D顯示器件的NTSC色域從65.3％提升到74.9％，sRGB匹配率從83.2％提升到100％，實現(xiàn)了sRGB標(biāo)準(zhǔn)色域的全覆蓋