TFT-LCD的三種廣視角技術(shù)：IPS、MVA、TN+FILM

　　當(dāng)你拿傳統(tǒng)的CRT顯示器來(lái)與薄膜晶體管液晶顯示器比較時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)薄膜晶體管液晶顯示器有兩個(gè)重大的缺點(diǎn): (1) 當(dāng)你從某個(gè)角度觀看TFT-LCD時(shí)，你將發(fā)現(xiàn)顯示器的亮度急遽的損失(變暗)及變色。較舊型的平面顯示器通常只有90度的視角，也就是左/右兩邊各45度。但只要只有一位觀看者的話，這個(gè)問(wèn)題就不存在。而只要超過(guò)一位以上的觀看者，如你想要展示某個(gè)畫(huà)面給客人看或是多人一起玩游戲機(jī)，你大概只能一直聽(tīng)他們抱怨顯示器的品質(zhì)有多糟糕。 (2) 影片及游戲中，快速的移動(dòng)畫(huà)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(wú)法提供的。太慢的響應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致畫(huà)面失真及次序錯(cuò)亂。最明顯的例子就是股票市場(chǎng)中的交易顯示器及游戲中飛機(jī)飛過(guò)村莊的畫(huà)面?！　?/P>

　　當(dāng)背光源之入射光通過(guò)偏極片、液晶及所謂的配向膜后，輸出光便具備了特定的方向特性，也就是說(shuō)，大多數(shù)從屏幕射出的光具備了垂直方向。假如從一個(gè)非常斜的角度觀看一個(gè)全白的畫(huà)面，我們可能會(huì)看到黑色或是色彩失真。這個(gè)效應(yīng)在某些場(chǎng)合有用，但在大部份的應(yīng)用上是我們不想要的。制造商們已經(jīng)花了很多時(shí)間來(lái)試圖改善液晶顯示器的視角特性，有數(shù)種廣視角技術(shù)被提出：IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。這些技術(shù)都能把液晶顯示器的視角增加到160度，甚至更多，就如同CRT屏幕的視角特性一樣。最大視角的定義是對(duì)比值至少能達(dá)到10:1的視角(通常有四個(gè)方向，上/下/左/右)。液晶顯示器廠商并沒(méi)有停下他們的腳步，而在最近引進(jìn)了第一個(gè)可以改善視角特性的新技術(shù)。最重要的廣視角技術(shù)包含TN+Film，IPS(也稱(chēng)為超級(jí)液晶顯示器)及MVA。

　　TN+Film(TN+視角擴(kuò)大膜)

　　圖1 TN+Film的顯示器對(duì)準(zhǔn)液晶于基板的垂直方向，與標(biāo)準(zhǔn)的TFT-LCD一樣。

　　有了在上層表面的一層膜就可以增加視角。從技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，TN+Film是廣視角技術(shù)中容易實(shí)現(xiàn)的方法。液晶顯示器的制造商使用較成熟的標(biāo)準(zhǔn)TFT-Twisted Nematic (扭轉(zhuǎn)向列式)液晶。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。但是，低對(duì)比及響應(yīng)速度慢這兩大問(wèn)題依舊無(wú)法改善。TN+Film法也許不是最佳的廣視角解決方案但它是最簡(jiǎn)單的方法并且良率極高(幾乎與標(biāo)準(zhǔn)TFT-TN一樣)。

　　IPS (In-Plane SwitchingorSuper-TFT)

　　圖2 當(dāng)施加電壓，液晶分子的對(duì)準(zhǔn)方向平行于玻璃基版

　　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)。IPS與使用TN+Film(扭轉(zhuǎn)向列液晶+視角擴(kuò)大膜組合)技術(shù)不同的地方是液晶分子的對(duì)準(zhǔn)方向平行于玻璃基版。使用IPS或Super TFT技術(shù)可以使視角擴(kuò)大到170度，就如同CRT監(jiān)視器的視角一樣好。但是這項(xiàng)技術(shù)也有缺點(diǎn)，因?yàn)橐壕У膶?duì)準(zhǔn)方向，使得它的電極只能置于兩片玻璃板中的其中一邊，而不像TN模式一樣。這些電極必須制作成像梳子裝狀的排列在下層的表面。但是這樣做會(huì)導(dǎo)致對(duì)比降低，因此必須加強(qiáng)背光源的亮度。IPS模式的對(duì)比及響應(yīng)時(shí)間與傳統(tǒng)的TFT-TN 比較起來(lái)并無(wú)改善。

　　MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,畫(huà)素分割垂直配向)

　　圖3 富士通所發(fā)展的MVA。從技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，MVA是針對(duì)視角及響應(yīng)時(shí)間最好的解決方案。

　　依我們的看法，富士通已經(jīng)找到最好的解決方案。MVA可以獲得160度的視角，而且，也可提供高對(duì)比及快速響應(yīng)的優(yōu)秀表現(xiàn)。

　　MVA的原理是什么呢? 在MVA中，M代表 “multi-domain“(多象限)，是就一個(gè)子像素(cell)來(lái)說(shuō)。圖3說(shuō)明了以突出物來(lái)形成多象限。富士通最近已經(jīng)開(kāi)發(fā)出四個(gè)象限的畫(huà)素分割技術(shù)。VA 代表“Vertical Alignment“(垂直配向)，但事實(shí)因?yàn)橛型怀鑫锏年P(guān)系，液晶分子在靜態(tài)時(shí)并不是真的垂直配向(見(jiàn)上圖，在off的時(shí)候)。當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子變成水平配向因此允許背光通過(guò)。對(duì)游戲機(jī)及動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用上，MVA可以提供比TN+視角擴(kuò)大膜及IPS技術(shù)較短的響應(yīng)時(shí)間。在對(duì)比方面，也比其它廣視角技術(shù)高，當(dāng)然，對(duì)比也隨視角而變。

　　評(píng)估各種廣視角技術(shù)

　　圖4 MVA提供較快的響應(yīng)及非常大的視角，然而，使用MVA的市場(chǎng)還是相當(dāng)小。

　　TN+視角擴(kuò)大膜對(duì)響應(yīng)時(shí)間并無(wú)太多的改善。之前已提過(guò)，這個(gè)技術(shù)較為便宜并且良率較高，僅能把視角提升到人眼可接受的程度。使用這個(gè)技術(shù)的顯示器將會(huì)漸漸沒(méi)落。IPS已經(jīng)被多家制造商所采用，包含Hitachi及NEC，都支持這個(gè)技術(shù)。這個(gè)技術(shù)成功的因素是因?yàn)樗峁┝?70度的視角及可接受的響應(yīng)速度。從技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，MVA是最佳的解決方案。它的視角能高達(dá)160度，就如同CRT一樣好。它的響應(yīng)時(shí)間也可達(dá)20 msec，足夠任何畫(huà)面的播放。應(yīng)用此技術(shù)的的廠商還不多，但在慢慢增加中。