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用新技術(shù)改善LCD電視面板的視覺性能
2010/6/18 16:06:51    

隨著家用電器的平面化,液晶面板成了最普及的平面顯示器,如液晶電視(LCD TV)。不過,一般液晶顯示面板(LCD Panel)只具有窄視角,只有在顯示器的正面能有正常的畫面表現(xiàn),在大角度觀看時(shí)會(huì)有顏色失真,甚至有黑階反轉(zhuǎn),即明暗處顛倒的狀況產(chǎn)生,例如我們在電梯里看到的廣告電視,靠近時(shí)覺得畫面就像相片的底片一樣。因此如何增大視角成為制造液晶面板時(shí)亟需解決的問題。


視角的定義


按對比:從斜的方向去看LCD與正看時(shí)相比,白色部分會(huì)變暗,黑色部分會(huì)變亮,因此對比會(huì)下降,一般定義當(dāng)對比下降到10的時(shí)候的角度為該顯示器的視角。

按灰階反轉(zhuǎn):液晶顯示器在某個(gè)大角度的時(shí)候有可能看到低灰階反而比高灰階還亮,也就是看到類似黑白反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,定義不會(huì)產(chǎn)生灰階反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的最大角度為視角。

按色差:從不同角度去看液晶顯示器,會(huì)發(fā)現(xiàn)顏色會(huì)隨著角度而變化,當(dāng)顏色的變化已經(jīng)大到無法接受的臨界點(diǎn)時(shí),定義該角度為視角。


LCD的視角


LCD的可視角度左右對稱,而上下則不一定對稱。一般情況是上下角度小于或等于左右角度。若可視角為左右80°,表示在始于屏幕法線80°的位置時(shí)可以清晰地看見屏幕圖像。

與傳統(tǒng)的CRT顯示器相比,薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)有兩個(gè)缺點(diǎn):
(1)視角小。當(dāng)從某個(gè)角度觀看TFT-LCD時(shí),將發(fā)現(xiàn)顯示器的亮度急遽的損失(變暗)及變色。
(2)反應(yīng)慢。影片及游戲中,快速的移動(dòng)畫面是常出現(xiàn)的,但這樣的需求卻是目前響應(yīng)時(shí)間慢的液晶顯示器所無法提供的。太慢的響應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致畫面失真及次序錯(cuò)亂。

為此,廠家們開發(fā)了以下增大視角的LCD面板制造新技術(shù):

(1)TN+ Film(TN+ 視角擴(kuò)大膜):既然在TN在暗狀態(tài)時(shí),傾斜看面板會(huì)看到正的相位延遲造成漏光,那就會(huì)用負(fù)的相位延遲之補(bǔ)償方式來抵銷。一層特殊的薄膜(轉(zhuǎn)向膜或是)加在面板的上表面就可以將水平視角從90度改善到140度。從技術(shù)的觀點(diǎn)來看,TN+Film是廣視角技術(shù)中最簡單的方法,并且良率極高。但是,這種補(bǔ)償膜仍無法完全解決灰階反轉(zhuǎn)的問題且響應(yīng)速度慢這兩大問題依舊無法改善。

(2)IPS(In-Plane Switching)技術(shù):當(dāng)加電場時(shí),經(jīng)過液晶層的光,因?yàn)殡p折射效應(yīng),光在兩個(gè)分量(快軸和慢軸)傳遞速度不同,就會(huì)有向相位延遲,當(dāng)通過偏光片時(shí),部分的光會(huì)穿透面板,所以看起來就是亮的。IPS技術(shù)可以使視角擴(kuò)大到170度,但是同樣存在不足:導(dǎo)致對比度降低。

(3)MVA(Multi-Domain Vertical Alignment):M代表“multi-domain”(多象限),多域模式用來減輕色差的問題。VA代表“Vertical Alignment”(垂直配向)。VA配向也就是一般所謂垂直排列液晶模式。當(dāng)相位延遲量隨電壓的不同而改變時(shí),入射液晶線在經(jīng)過第二片原理是增加突出物來形成偏振片時(shí),會(huì)隨著不同偏極化程度而改變,而造成不同的亮暗變化多個(gè)可視區(qū)域。


技術(shù)陣營及發(fā)展


(1)TFT使用之廣視角補(bǔ)償膜(Wide View Film, WV Film),1996年由日本富士寫真開發(fā)制作,由于可直接貼附在偏光板搭配TN型產(chǎn)品即可達(dá)成廣視角之效果。

(2)IPS起初是由Hitachi所發(fā)展,但現(xiàn)在NEC及Nokia也采用這項(xiàng)技術(shù)。

(3)MVA這項(xiàng)技術(shù)是富士通公司開發(fā)的,目前臺(tái)灣奇美公司和臺(tái)灣友達(dá)獲得授權(quán)使用此技術(shù)。

(4)除了上面三種廣視角技術(shù)外,還有液晶之父SHARP獨(dú)家的ASV技術(shù),韓國SAMSUNG的一種變形MVA技術(shù)“PVA”,以及韓國現(xiàn)代(HYDIS)的IPS的變形“FFS”等技術(shù)。

在LCD中,輸出到屏幕前的光線是具有特定的方向的。大多數(shù)從LCD屏幕射出的光是呈垂直方向,因此,用戶從側(cè)面較大角度觀看畫面的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)前面提到的現(xiàn)象。如果一個(gè)
人使用LCD的話,這種缺點(diǎn)就無關(guān)緊要,但若要多人觀看,且又不影響原本性能,廣視角技術(shù)就相當(dāng)重要。不過讓人欣慰的是,各大LCD廠商都一直致力解決視角問題,并且推出了相關(guān)的技術(shù);這些廣視角技術(shù)可以將LCD的視角增加到160°甚至更多,可以改善LCD的視角特性。

通過比較LCD面板與CRT與等離子顯示器的各項(xiàng)關(guān)鍵性能可以發(fā)現(xiàn),LCD面板的改進(jìn)空間依然很大,這也為后來者提供了不少機(jī)會(huì)和市場空間。

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