TFT－LCD的廣視角技術
TFT－LCD的廣視角技術
當你拿傳統的CRT顯示器來與普通的液晶顯示屏比較時，你會發現普通的液晶顯示屏有兩個重大的缺點:
(1) 當你從某個角度觀看普通的液晶顯示屏時，你將發現它的亮度急遽的損失(變暗)及變色。較舊型的液晶顯 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，這個問題就不存在。而只要超過一位以上的觀看者，如你想要展示某個畫面給客人看或是多人一起玩游戲機，你大概只能一直聽他們抱怨顯示器的品質有多糟糕。
(2) 影片及游戲中，快速的移動畫面是常出現的，但這樣的需求卻是響應時間慢的液晶顯示器所無法提供的。太慢的響應時間會導致畫面失真及次序錯亂。最明顯的例子就是股票市場中的交易顯示器及游戲中飛機飛過村莊的畫面，會出現圖象拖沓及重影的現象。
當背光源之入射光通過偏極片、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，大多數從屏幕射出的光具備了垂直方向。假如從一個非常斜的角度觀看一個全白的畫面，我們可能會看到黑色或是色彩失真。這個效應在某些場合有用，但在大部份的應用上是我們不想要的。
制造商們已經花了很多時間來試圖改善液晶顯示器的視角特性，提出了數種廣視角技術：IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。這些技術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比值至少能達到10:1的視角(通常有四個方向，上/下/左/右)。最重要的廣視角技術包含TN+Film，IPS(也稱為超級液晶顯示器)及MVA。
TN+Film(TN+視角擴大膜)
圖1 TN+Film的顯示器對準液晶于基版的垂直方向，與標準的TFT-LCD一樣。有了在上層表面的一層膜就可以增加視角。
從技術的觀點來看，TN+Film是廣視角技術中容易實現的方法。液晶顯示器的制造商使用較成熟的標準 TFT-Twisted Nematic (扭轉向列式)液晶。一層特殊的薄膜(轉向膜)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，低對比及響應速度慢這兩大問題依舊無法改善。TN+Film法也許不是最佳的廣視角 解決方案但它是最簡單的方法并且良率極高(幾乎與標準TFT-TN一樣)。
IPS (In-Plane Switching or Super-TFT)
圖2 當施加電壓，液晶分子的對準方向平行于玻璃基版
IPS起初是由Hitachi所發展，但現在NEC及Nokia也采用這項技術。
IPS與使用TN+Film(扭轉向列液晶+視角擴大膜組合)技術不同的地方是液晶分子的對準方向平行于玻璃基版。
使用IPS或Super TFT技術可以使視角擴大到170度，就如同CRT監視器的視角一樣好。但是這項技術也有缺點，因為液晶的對準方向，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。但是這樣做會導致對比降低，因此必須加強背光源的亮度。IPS模式的對比及響應時間與傳統的TFT-TN 比較起來并無改善。
MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,畫素分割垂直配向)
圖3 富士通所發展的MVA
從技術的觀點來看，MVA是針對視角及響應時間最好的解決方案。 MVA可以獲得160度的視角，而且，也可提供高對比及快速響應的優秀表現。
MVA的原理是什么呢?
在MVA中，M代表 “multi-domain“(多象限)，是就一個子像素(cell)來說。圖3說明了以突出物來形成多象限。富士通已經開發出四個象限的畫素分割技術。
VA 代表“Vertical Alignment“(垂直配向)，但事實因為有突出物的關系，液晶分子在靜態時并不是真的垂直配向(見上圖，在off的時候)。當施加電壓時，液晶分子變成水平配向因此允許背光通過。對游戲機及動畫的應用上，MVA可以提供比TN+視角擴大膜及IPS技術較短的響應時間。在對比方面，也比其它廣視角技術高，當然，對比也隨視角而變。
評估各種廣視角技術
圖4 MVA提供較快的響應及非常大的視角
TN+視角擴大膜對響應時間并無太多的改善。之前已提過，這個技術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。使用這個技術的顯示器將會漸漸沒落。
IPS已經被多家制造商所采用，包含Hitachi及NEC，都支持這個技術。這個技術成功的因素是因為它提供了170度的視角及可接受的響應速度。
從技術的觀點來看，MVA是最佳的解決方案。它的視角能高達160度，就如同CRT一樣好。它的響應時間也可達20 msec，足夠任何畫面的播放。
當你拿傳統的CRT顯示器來與普通的液晶顯示屏比較時，你會發現普通的液晶顯示屏有兩個重大的缺點:
(1) 當你從某個角度觀看普通的液晶顯示屏時，你將發現它的亮度急遽的損失(變暗)及變色。較舊型的液晶顯 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，這個問題就不存在。而只要超過一位以上的觀看者，如你想要展示某個畫面給客人看或是多人一起玩游戲機，你大概只能一直聽他們抱怨顯示器的品質有多糟糕。
(2) 影片及游戲中，快速的移動畫面是常出現的，但這樣的需求卻是響應時間慢的液晶顯示器所無法提供的。太慢的響應時間會導致畫面失真及次序錯亂。最明顯的例子就是股票市場中的交易顯示器及游戲中飛機飛過村莊的畫面，會出現圖象拖沓及重影的現象。
當背光源之入射光通過偏極片、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，大多數從屏幕射出的光具備了垂直方向。假如從一個非常斜的角度觀看一個全白的畫面，我們可能會看到黑色或是色彩失真。這個效應在某些場合有用，但在大部份的應用上是我們不想要的。
制造商們已經花了很多時間來試圖改善液晶顯示器的視角特性，提出了數種廣視角技術：IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。這些技術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比值至少能達到10:1的視角(通常有四個方向，上/下/左/右)。最重要的廣視角技術包含TN+Film，IPS(也稱為超級液晶顯示器)及MVA。
TN+Film(TN+視角擴大膜)
圖1 TN+Film的顯示器對準液晶于基版的垂直方向，與標準的TFT-LCD一樣。有了在上層表面的一層膜就可以增加視角。
從技術的觀點來看，TN+Film是廣視角技術中容易實現的方法。液晶顯示器的制造商使用較成熟的標準 TFT-Twisted Nematic (扭轉向列式)液晶。一層特殊的薄膜(轉向膜)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，低對比及響應速度慢這兩大問題依舊無法改善。TN+Film法也許不是最佳的廣視角 解決方案但它是最簡單的方法并且良率極高(幾乎與標準TFT-TN一樣)。
IPS (In-Plane Switching or Super-TFT)
圖2 當施加電壓，液晶分子的對準方向平行于玻璃基版
IPS起初是由Hitachi所發展，但現在NEC及Nokia也采用這項技術。
IPS與使用TN+Film(扭轉向列液晶+視角擴大膜組合)技術不同的地方是液晶分子的對準方向平行于玻璃基版。
使用IPS或Super TFT技術可以使視角擴大到170度，就如同CRT監視器的視角一樣好。但是這項技術也有缺點，因為液晶的對準方向，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。但是這樣做會導致對比降低，因此必須加強背光源的亮度。IPS模式的對比及響應時間與傳統的TFT-TN 比較起來并無改善。
MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,畫素分割垂直配向)
圖3 富士通所發展的MVA
從技術的觀點來看，MVA是針對視角及響應時間最好的解決方案。 MVA可以獲得160度的視角，而且，也可提供高對比及快速響應的優秀表現。
MVA的原理是什么呢?
在MVA中，M代表 “multi-domain“(多象限)，是就一個子像素(cell)來說。圖3說明了以突出物來形成多象限。富士通已經開發出四個象限的畫素分割技術。
VA 代表“Vertical Alignment“(垂直配向)，但事實因為有突出物的關系，液晶分子在靜態時并不是真的垂直配向(見上圖，在off的時候)。當施加電壓時，液晶分子變成水平配向因此允許背光通過。對游戲機及動畫的應用上，MVA可以提供比TN+視角擴大膜及IPS技術較短的響應時間。在對比方面，也比其它廣視角技術高，當然，對比也隨視角而變。
評估各種廣視角技術
圖4 MVA提供較快的響應及非常大的視角
TN+視角擴大膜對響應時間并無太多的改善。之前已提過，這個技術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。使用這個技術的顯示器將會漸漸沒落。
IPS已經被多家制造商所采用，包含Hitachi及NEC，都支持這個技術。這個技術成功的因素是因為它提供了170度的視角及可接受的響應速度。
從技術的觀點來看，MVA是最佳的解決方案。它的視角能高達160度，就如同CRT一樣好。它的響應時間也可達20 msec，足夠任何畫面的播放。
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