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【賽迪網(wǎng)-技術(shù)分析】眾所周知,一款好的液晶顯示器其產(chǎn)品成本和品質(zhì)在很大程度上是取決于其所采用的液晶面板。因而一些專業(yè)的顯示器,除了在電路上精益求精之外,還在面板上精挑細(xì)選。而關(guān)于液晶面板的一些問題,筆者曾經(jīng)采訪過顯示產(chǎn)品的一線廠商EIZO,他們認(rèn)為IPS面板的一致性更好,而且細(xì)節(jié)更多,適合超高灰度精細(xì)的顯示要求,因而在印刷和醫(yī)用顯示器上,都只用IPS面板的產(chǎn)品,尤其是醫(yī)療用顯示器,那些面對(duì)診療用的顯示器,灰度都要超過1000級(jí),否則容易出現(xiàn)問題,IPS面板這個(gè)時(shí)候的優(yōu)勢(shì)就非常明顯,而且他們要求像素之間的干擾減低到最小,從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的顯示,這也是IPS面板特別有優(yōu)勢(shì)的地方。
IPS面板和VA面板都是為了彌補(bǔ)TN面板的缺陷提出的兩個(gè)技術(shù),改善了視角和顏色還原。尤其是TN面板是通過預(yù)先對(duì)液晶分子進(jìn)行定向,液晶分子逐級(jí)扭曲,形成光路的偏轉(zhuǎn)。因?yàn)椴煌姷臅r(shí)候,液晶分子的厚度差異對(duì)光學(xué)特性影響更為明顯,所以TN面板首先把分子定向好,然后通過通電改變一些分子的排列實(shí)現(xiàn)像素的控制。
不過因?yàn)樘崆斑M(jìn)行定向,這個(gè)效率比不上通過電場(chǎng)自行定向的那種模式,并且人工的定向也無法保證足夠的精度,從而導(dǎo)致TN面板的層次無法保證,對(duì)比度也大受影響。即便是通電的時(shí)候,液晶分子垂直面板的極化玻璃,因?yàn)椴皇墙^對(duì)的,所以可能導(dǎo)致漏光,這個(gè)技術(shù)使用的定向膜并沒有考慮到視角問題,TN面板的可視角度受到很大的限制。
IPS和VA采用了不同的策略。實(shí)際上,VA面板也有模仿IPS的痕跡。它們預(yù)先把液晶分子進(jìn)行垂直定向,但是,這個(gè)垂直定向無法解決光線偏轉(zhuǎn)的問題,并且即便實(shí)現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)也無法提高視角和對(duì)比度。這給面板技術(shù)帶來了很大的制造難題,一方面需要讓液晶分子偏轉(zhuǎn),盡可能接近水平的狀態(tài),又需要給液晶分子一個(gè)切向的力,實(shí)現(xiàn)液晶分子的偏轉(zhuǎn),它的電極安排就跟普通IPS不一樣,必須有一個(gè)交叉角度,讓一個(gè)電極既實(shí)現(xiàn)液晶分子的偏轉(zhuǎn),同時(shí)還有扭轉(zhuǎn)。為了解決這個(gè)問題,VA面板采用了一個(gè)有趣的技術(shù),把一個(gè)像素分成兩個(gè)部分,每個(gè)部分對(duì)準(zhǔn)不同的方向,這樣他們?cè)谙袼氐闹虚g采用了一個(gè)錐形的電極,并且在對(duì)面的玻璃基板上有對(duì)應(yīng)錐形電極,電極之間不是在一個(gè)平面,而是有交叉角度,這個(gè)交叉角度就決定了液晶分子的扭轉(zhuǎn)角度。電極通電之后,從而實(shí)現(xiàn)光線向電場(chǎng)方面偏轉(zhuǎn)和同時(shí)扭轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)的變化,從而使光線通過面板的前偏振片。從技術(shù)根源上來說,VA和IPS如出一轍,VA更復(fù)雜而且更脆弱,這恐怕才是面板軟硬之別的真正原因所在。
由于VA面板有兩個(gè)偏轉(zhuǎn),所以偏轉(zhuǎn)的過程會(huì)變長(zhǎng),并且偏轉(zhuǎn)的量不好控制,電場(chǎng)的強(qiáng)弱決定了偏向電極的分子的數(shù)量同時(shí)也決定了扭轉(zhuǎn)的分子的數(shù)量,在兩個(gè)方面控制像素的亮度,不過因?yàn)橛袃蓚€(gè)過程,分子偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)的數(shù)量不與電場(chǎng)呈現(xiàn)絕對(duì)的線性,所以它的屏幕的亮度不均勻程度要比IPS面板大,并且動(dòng)態(tài)畫面的時(shí)候,偏轉(zhuǎn)和扭曲不同時(shí)進(jìn)行,會(huì)在顏色銜接的區(qū)域出現(xiàn)明顯的拖影,或者在邊界處出現(xiàn)奇怪的光柵現(xiàn)象,都是兩者不能達(dá)到同時(shí)最大值導(dǎo)致的。
VA面板的這個(gè)特性還決定了VA面板無法控制漏光現(xiàn)象。在液晶分子偏轉(zhuǎn)和扭曲的過程中,會(huì)把光線導(dǎo)向不合適的方向,并且強(qiáng)度逐漸變化,從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)畫面中的顏色漂移,眼睛看來就成為拖影的一部分。這是VA面板為了解決視角問題必須的。并且,錐形的電極占據(jù)了一部分空間,在亮屏幕的時(shí)候,一部分分子也不偏轉(zhuǎn),形成暗區(qū),因而屏幕的均勻度也會(huì)受到影響。
IPS面板的聰明之處在于不預(yù)先給液晶分子定向成為透光模式,而是定向成為不透光的模式,那樣透光的多少就通過與液晶分子定向方向垂直的電極決定,電壓越高,扭轉(zhuǎn)的分子就越多,從而實(shí)現(xiàn)光線的精確控制。它只控制IPS面板液晶的一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度,并且偏轉(zhuǎn)分子的數(shù)量能夠與電壓接近正比例,從而面板的層次控制更容易實(shí)現(xiàn)。
為了擴(kuò)大視角,液晶分子的基本模塊就是V形的,而且因?yàn)橐壕Х肿痈帽豢刂?,從而能夠?qū)崿F(xiàn)更為細(xì)膩的畫面控制。并且液晶分子與面板平行,光線容易被控制在面板內(nèi)部,因而漏光情況更少。在運(yùn)動(dòng)畫面中,它能夠表現(xiàn)更好,實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)比度,IPS面板暗部控制得更好,VA卻有不可控的漏光,所以IPS面板在暗部層次方面要大大好于VA面板。這也是討好眼睛的設(shè)計(jì),人眼對(duì)暗部層次更敏感,因而在對(duì)比動(dòng)態(tài)畫面的過程中,眼睛看IPS會(huì)更舒服。
我們通常在展示IPS和VA之間差異的時(shí)候,通過敲擊屏幕來判斷,VA面板經(jīng)過敲擊之后往往更容易出現(xiàn)顏色異常。這是由兩種面板的液晶分子排列差異決定的,VA面板是通過液晶分子偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)透光,而在敲擊的時(shí)候,垂直定向的液晶分子會(huì)像擠壓的兩邊偏轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)透光。水平定向的IPS面板,在敲擊的時(shí)候,液晶分子的偏轉(zhuǎn)數(shù)量要少得多,所以對(duì)屏幕影響沒有那么大,這就是兩者在敲擊之后呈現(xiàn)如此大差異的根本原因。雖然實(shí)際操作的可能性能比較低,如果不能通過上文的差異發(fā)現(xiàn)IPS面板和VA的差異,可以湊近面板看像素的差異。IPS面板是V字型排列,而VA面板如同魚鱗狀排列,像素之間更緊密,這個(gè)形狀就是液晶分子定向和電極的形狀。
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