随着家用电器的平面化,液晶面板成了最普及的平面显示器,如液晶电视(LCD TV)。不过,一般液晶显示面板(LCD Panel)只具有窄视角,只有在显示器的正面能有正常的画面表现,在大角度观看时会有颜色失真,甚至有黑阶反转,即明暗处颠倒的状况产生,例如我们在电梯里看到的广告电视,靠近时觉得画面就像相片的底片一样。因此如何增大视角成为制造液晶面板时亟需解决的问题。
视角的定义
按对比:从斜的方向去看LCD与正看时相比,白色部分会变暗,黑色部分会变亮,因此对比会下降,一般定义当对比下降到10的时候的角度为该显示器的视角。
按灰阶反转:液晶显示器在某个大角度的时候有可能看到低灰阶反而比高灰阶还亮,也就是看到类似黑白反转的现象,定义不会产生灰阶反转现象的最大角度为视角。
按色差:从不同角度去看液晶显示器,会发现颜色会随着角度而变化,当颜色的变化已经大到无法接受的临界点时,定义该角度为视角。
LCD的视角
LCD的可视角度左右对称,而上下则不一定对称。一般情况是上下角度小于或等于左右角度。若可视角为左右80°,表示在始于屏幕法线80°的位置时可以清晰地看见屏幕图像。
与传统的CRT显示器相比,薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)有两个缺点:
(1)视角小。当从某个角度观看TFT-LCD时,将发现显示器的亮度急遽的损失(变暗)及变色。
(2)反应慢。影片及游戏中,快速的移动画面是常出现的,但这样的需求却是目前响应时间慢的液晶显示器所无法提供的。太慢的响应时间会导致画面失真及次序错乱。
为此,厂家们开发了以下增大视角的LCD面板制造新技术:
(1)TN+ Film(TN+ 视角扩大膜):既然在TN在暗状态时,倾斜看面板会看到正的相位延迟造成漏光,那就会用负的相位延迟之补偿方式来抵销。一层特殊的薄膜(转向膜或是)加在面板的上表面就可以将水平视角从90度改善到140度。从技术的观点来看,TN+Film是广视角技术中最简单的方法,并且良率极高。但是,这种补偿膜仍无法完全解决灰阶反转的问题且响应速度慢这两大问题依旧无法改善。
(2)IPS(In-Plane Switching)技术:当加电场时,经过液晶层的光,因为双折射效应,光在两个分量(快轴和慢轴)传递速度不同,就会有向相位延迟,当通过偏光片时,部分的光会穿透面板,所以看起来就是亮的。IPS技术可以使视角扩大到170度,但是同样存在不足:导致对比度降低。
(3)MVA(Multi-Domain Vertical Alignment):M代表“multi-domain”(多象限),多域模式用来减轻色差的问题。VA代表“Vertical Alignment”(垂直配向)。VA配向也就是一般所谓垂直排列液晶模式。当相位延迟量随电压的不同而改变时,入射液晶线在经过第二片原理是增加突出物来形成偏振片时,会随着不同偏极化程度而改变,而造成不同的亮暗变化多个可视区域。
技术阵营及发展
(1)TFT使用之广视角补偿膜(Wide View Film, WV Film),1996年由日本富士写真开发制作,由于可直接贴附在偏光板搭配TN型产品即可达成广视角之效果。
(2)IPS起初是由Hitachi所发展,但现在NEC及Nokia也采用这项技术。
(3)MVA这项技术是富士通公司开发的,目前台湾奇美公司和台湾友达获得授权使用此技术。
(4)除了上面三种广视角技术外,还有液晶之父SHARP独家的ASV技术,韩国SAMSUNG的一种变形MVA技术“PVA”,以及韩国现代(HYDIS)的IPS的变形“FFS”等技术。
在LCD中,输出到屏幕前的光线是具有特定的方向的。大多数从LCD屏幕射出的光是呈垂直方向,因此,用户从侧面较大角度观看画面的时候就会出现前面提到的现象。如果一个
人使用LCD的话,这种缺点就无关紧要,但若要多人观看,且又不影响原本性能,广视角技术就相当重要。不过让人欣慰的是,各大LCD厂商都一直致力解决视角问题,并且推出了相关的技术;这些广视角技术可以将LCD的视角增加到160°甚至更多,可以改善LCD的视角特性。
通过比较LCD面板与CRT与等离子显示器的各项关键性能可以发现,LCD面板的改进空间依然很大,这也为后来者提供了不少机会和市场空间。