科大先進顯示與光電子技術實驗室研發 FLCD熒幕慳電省錢色更靚

[2018.07.03] 發表
香港科技大學「先進顯示與光電子技術國家重點實驗室夥伴實驗室」研發一款鐵電液晶,讓LCD顯示器毋須加入「彩色濾光片」,仍可傳送顏色到人類視覺系統,有望讓顯示器減少「食電」。圖右為實驗室主任郭海成。(楊柏賢攝)

【明報專訊】不少人愛用手機、平板電腦「煲劇」,但數小時便耗盡電力,原來「食電」背後元兇是LCD顯示器內一塊「彩色濾光片」。香港科技大學「先進顯示與光電子技術國家重點實驗室夥伴實驗室」(下稱「實驗室」)早前研發出一款鐵電液晶,反應時間較傳統液晶快1000倍,讓顯示器毋須依賴「彩色濾光片」,仍可將顏色直接傳送到人類視覺系統。團隊指新技術可減顯示器能源消耗,成本亦低,解析度卻升3倍,正與熒幕生產商接洽,盼一年後有產品面世。

明報記者 高卓怡 林穎茵

該款技術名為「有源驅動鐵電液晶顯示器」(FLCD, Ferroelectric Liquid Crystal Display),實驗室主任、電子及計算機工程學系講座教授郭海成說,多年前已留意到傳統LCD使用「彩色濾光片」的缺點,一是耗電大、二是成本高。他解釋,傳統LED內的液晶不會發光,多是採用LED白色背光作光源,配合彩色濾光片將光源轉化做彩色,傳送到你我眼中。不過,彩色濾光片吸光力強,會阻擋70%背光,令顯示器需用較大電量維持亮度;而彩色濾光片更佔LCD製作成本約30%。

摒棄耗電彩色濾光片

不過,若顯示器不用彩色濾光片,顯示器如何產生色彩?郭海成說,業界20多年來研發FLCD技術,期望可不用LED白色背光作光源,改RGB LED(即「三原色」) 背光,便可生成彩色,而傳送顏色的「功臣」則靠鐵電液晶,關鍵是反應速度需夠快,才可將彩色直接送到人類視覺系統(見圖)。以往亦有影像產品生產商研發鐵電液晶,但成品未如理想,亦難製作,團隊便於7年前開始研究有關技術,過程中發現新材料可製成鐵電液晶,反應時間較傳統液晶快1000倍,更與台灣友達光電共同製作FLCD原型,最終有了眼前的成品。

發現新材料傳送色彩

郭海成形容FLCD技術帶來的好處如「一石數鳥」:慳電、減成本及色彩度亦會變高。FLCD技術毋須「彩色濾光片」,透光度可增加至40%,「傳統的LCD驅動電壓是5至10V,新技術則減到只需2至3V」,意味顯示器毋須再用較大電量維持亮度。以手機而言,有四成成本是用於製作熒幕,如免除「彩色濾光片」,料成本可再降低。另外,由於改用「RGB LED」背光系統,特色是光譜較窄,其色域亦因此較廣闊,所以色彩飽和度較傳統提高。

助增VR畫面真實感

談到FLCD技術的將來發展,郭指現時VR(虛擬實境)產品大行其道,但解像度仍有局限,「團隊計算新技術的像素密度可達2000,市面最先進的亦只有800,現時最先進VR畫面仍有不少網狀「殘影」,如果用了FLCD,畫面真實感就會高好多」。

【系列之二】

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