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液晶面板

  • 液晶面板
液晶面板可以在很大程度上決定液晶顯示器的亮度、對(duì)比度、色彩、可視角度,液晶面板發(fā)展的速度很快液晶面板部份與液晶顯示器有相當(dāng)密切的聯(lián)系,它的產(chǎn)量、優(yōu)劣以及市場(chǎng)環(huán)境等多種因素都關(guān)系著液晶顯示器自身的質(zhì)量、價(jià)格和市場(chǎng)走向,因?yàn)橐慌_(tái)液晶顯示器其80%左右的成本都集中在了面板上。

  一、簡(jiǎn)介

  液晶面板價(jià)格的走勢(shì)直接影響到液晶顯示器的價(jià)格,而且液晶面板質(zhì)量、技術(shù)的好壞也關(guān)系著液晶顯示器整體性能的高低。另外對(duì)于液晶面板還有一個(gè)不可或缺的技術(shù)是液晶面板能否達(dá)到真彩顯示的16.7M色彩,因?yàn)閺纳实慕嵌葋?lái)看,LCD顯示器包含了真彩顯示這一概念,其含義是指在R.G.B(紅綠藍(lán))三個(gè)色彩通道都具有在物理上顯示256級(jí)灰階的能力。液晶顯示器并不是所有液晶面板產(chǎn)品都能具備物理上顯示真彩顯示,如果具備在物理上可顯示16777216種顏色的能力,也就是我們所說(shuō)到的16.7M色彩,這樣每個(gè)色彩通道上能顯示256(2的8次方=256)級(jí)灰階,所以達(dá)到16.7M色彩為8bit面板。而反之如果采用16.2M色彩的液晶面板色彩還原能力相對(duì)較弱,通過(guò)硬件抖動(dòng)來(lái)加以實(shí)現(xiàn),雖然也能達(dá)到16.7M色彩,不過(guò)畢竟是通過(guò)一些技術(shù)環(huán)節(jié)來(lái)加以實(shí)現(xiàn),色彩并不真實(shí),所以每個(gè)通道上只能顯示64(2的6次方=64)級(jí)灰階,這樣只能為6bit面板,這也就是偽真彩面板。兩種面板與以比較,6bit面板只能顯示262144種色彩(64×64×64=262144),而8bit面板可以顯示16777216種顏色(256×256×256=16777216),在物理角度來(lái)看,6bit面板能顯示的色彩還不到8bit面板的2%。

  二、類型介紹

  一個(gè)液晶顯示器的好壞首先要看它的面板,因?yàn)槊姘宓暮脡闹苯佑绊懙疆?huà)面的觀看效果,并且液晶電視面板占到了整機(jī)成本的一半以上,是影響液晶電視的造價(jià)的主要因素,所以要選一款好的液晶顯示器,首先要選好它的面板。液晶面板可以在很大程度上決定液晶顯示器的亮度、對(duì)比度、色彩、可視角度等非常重要的參數(shù)。液晶面板發(fā)展的速度很快,從前些年的三代,迅速發(fā)展到四代、五代,然后跳過(guò)六代達(dá)到七代,而更新的第八代面板也在謀劃之中。生產(chǎn)液晶面板的廠商主要為三星、LG-Philips、IVT、友達(dá)等,由于各家技術(shù)水平的差異,生產(chǎn)的液晶面板也大致分為機(jī)種不同的類型。常見(jiàn)的有TN面板、MVA和PVA等VA類面板、IPS面板以及CPA面板。

  TN面板

  TN全稱為T(mén)wistedNematic(扭曲向列型)面板,低廉的生產(chǎn)成本使TN成為了應(yīng)用最廣泛的入門(mén)級(jí)液晶面板,在市面上主流的中低端液晶顯示器中被廣泛使用。我們看到的TN面板多是改良型的TN+film,film即補(bǔ)償膜,用于彌補(bǔ)TN面板可視角度的不足,改良的TN面板的可視角度都達(dá)到160°,當(dāng)然這是廠商在對(duì)比度為10∶1的情況下測(cè)得的極限值,實(shí)際上在對(duì)比度下降到100:1時(shí)圖像已經(jīng)出現(xiàn)失真甚至偏色。

  作為6Bit的面板,TN面板只能顯示紅/綠/藍(lán)各64色,最大實(shí)際色彩僅有262144種,通過(guò)“抖動(dòng)”技術(shù)可以使其獲得超過(guò)1600萬(wàn)種色彩的表現(xiàn)能力,只能夠顯示0到252灰階的三原色,所以最后得到的色彩顯示數(shù)信息是16.2M色,而不是我們通常所說(shuō)的真彩色16.7M色;加上TN面板提高對(duì)比度的難度較大,直接暴露出來(lái)的問(wèn)題就是色彩單薄,還原能力差,過(guò)渡不自然。

  TN面板的優(yōu)點(diǎn)是由于輸出灰階級(jí)數(shù)較少,液晶分子偏轉(zhuǎn)速度快,響應(yīng)時(shí)間容易提高,市場(chǎng)上8ms以下液晶產(chǎn)品基本采用的是TN面板。另外三星還開(kāi)發(fā)出一種B-TN(Best-TN)面板,它其實(shí)是TN面板的一種改良型,主要為了平衡TN面板高速響應(yīng)必須犧牲畫(huà)質(zhì)的矛盾。同時(shí)對(duì)比度可達(dá)700∶1,已經(jīng)可以和MVA或者早期PVA的面板相接近了。臺(tái)灣很多面板廠商生產(chǎn)TN面板,TN面板屬于軟屏,用手輕輕劃會(huì)出現(xiàn)類似的水紋。

  VA類面板

  VA類面板是高端液晶應(yīng)用較多的面板類型,屬于廣視角面板。和TN面板相比,8bit的面板可以提供16.7M色彩和大可視角度是該類面板定位高端的資本,但是價(jià)格也相對(duì)TN面板要昂貴一些。VA類面板又可分為由富士通主導(dǎo)的MVA面板和由三星開(kāi)發(fā)的PVA面板,其中后者是前者的繼承和改良。VA類面板的正面(正視)對(duì)比度最高,但是屏幕的均勻度不夠好,往往會(huì)發(fā)生顏色漂移。銳利的文本是它的殺手锏,黑白對(duì)比度相當(dāng)高。

  富士通的MVA技術(shù)(Multi-domainVerticalAlignment,多象限垂直配向技術(shù))可以說(shuō)是最早出現(xiàn)的廣視角液晶面板技術(shù)。該類面板可以提供更大的可視角度,通??蛇_(dá)到170°。通過(guò)技術(shù)授權(quán),我國(guó)臺(tái)灣省的奇美電子(奇晶光電)、友達(dá)光電等面板企業(yè)均采用了這項(xiàng)面板技術(shù)。改良后的P-MVA類面板可視角度可達(dá)接近水平的178°,并且灰階響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到8ms以下。

  三星Samsung電子的PVA(PatternedVerticalAlignment)技術(shù)同樣屬于VA技術(shù)的范疇,它是MVA技術(shù)的繼承者和發(fā)展者。其綜合素質(zhì)已經(jīng)全面超過(guò)后者,而改良型的S-PVA已經(jīng)可以和P-MVA并駕齊驅(qū),獲得極寬的可視角度和越來(lái)越快的響應(yīng)時(shí)間。PVA采用透明的ITO電極代替MVA中的液晶層凸起物,透明電極可以獲得更好的開(kāi)口率,最大限度減少背光源的浪費(fèi)。這種模式大大降低了液晶面板出現(xiàn)“亮點(diǎn)”的可能性,在液晶電視時(shí)代的地位就相當(dāng)于顯像管電視時(shí)代的“瓏管”。三星主推的PVA模式廣視角技術(shù),由于其強(qiáng)大的產(chǎn)能和穩(wěn)定的質(zhì)量控制體系,被日美廠商廣泛采用。PVA技術(shù)廣泛應(yīng)用于中高端液晶顯示器或者液晶電視中。VA類面板也屬于軟屏,用手輕輕劃會(huì)出現(xiàn)類似的水紋。

  IPS面板

  IPS(In-PlaneSwitching,平面轉(zhuǎn)換)技術(shù)是日立公司于2001推出的液晶面板技術(shù),俗稱“SuperTFT”。IPS陣營(yíng)以日立為首,聚攏了LG-飛利浦、瀚宇彩晶、IDTech(奇美電子與日本IBM的合資公司)等一批廠商,不過(guò)在市場(chǎng)能看到得型號(hào)不是很多。IPS面板最大的特點(diǎn)就是它的兩極都在同一個(gè)面上,而不象其它液晶模式的電極是在上下兩面,立體排列。由于電極在同一平面上,不管在何種狀態(tài)下液晶分子始終都與屏幕平行,會(huì)使開(kāi)口率降低,減少透光率,所以IPS應(yīng)用在LCDTV上會(huì)需要更多的背光燈。此外還有一種S-IPS面板屬于IPS的改良型。

  IPS面板的優(yōu)勢(shì)是可視角度高、響應(yīng)速度快,色彩還原準(zhǔn)確,價(jià)格便宜。不過(guò)缺點(diǎn)是漏光問(wèn)題比較嚴(yán)重,黑色純度不夠,要比PVA稍差,因此需要依靠光學(xué)膜的補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的黑色。IPS面板主要由LG-飛利浦生產(chǎn)。和其他類型的面板相比,IPS面板的屏幕較為“硬”,用手輕輕劃一下不容易出現(xiàn)水紋樣變形,因此又有硬屏之稱。仔細(xì)看屏幕時(shí),如果看到是方向朝左的魚(yú)鱗狀象素,加上硬屏的話,那么就可以確定是IPS面板了。

  CPA面板

  CPA(ContinuousPinwheelAlignment,連續(xù)焰火狀排列)模式廣視角技術(shù)(軟屏),CPA模式廣視角技術(shù)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)也屬于VA陣營(yíng)的一員,各液晶分子朝著中心電極呈放射的焰火狀排列。由于像素電極上的電場(chǎng)是連續(xù)變化的,所以這種廣視角模式被稱為“連續(xù)焰火狀排列”模式。而CPA則由“液晶之父”夏普主推,這里需要注意的是夏普一向所宣傳的ASV其實(shí)并不是指某一種特定的廣視角技術(shù),它把所采用過(guò)TN+Film、VA、CPA廣視角技術(shù)的產(chǎn)品統(tǒng)稱為ASV。其實(shí)只有CPA模式才是夏普自己創(chuàng)導(dǎo)的廣視角技術(shù),該模式的產(chǎn)品與MVA和PVA基本相當(dāng)。也就是說(shuō),夏普品牌的LCD電視未必就是采用夏普自己生產(chǎn)的CPA模式液晶面板,它有可能采用臺(tái)灣廠家的VA模式面板或者其他廠家的液晶面板。夏普的CPA面板色彩還原真實(shí)、可視角度優(yōu)秀、圖像細(xì)膩,價(jià)格比較貴,并且夏普很少向其他廠商出售CPA面板。CPA面板也屬于軟屏,用手輕輕劃會(huì)出現(xiàn)類似的水紋。

  ADSDS面板

  ADSDS(AdvancedSuperDimensionSwitch)高級(jí)超維場(chǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)(硬屏),嚴(yán)格意義上屬于IPS陣營(yíng),是對(duì)傳統(tǒng)IPS面板的技術(shù)改進(jìn)。但與IPS不同的是ADSDS面板采用ITO透明電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電極,增加了開(kāi)口率和透過(guò)率,配合類似IPS面板的液晶分子排列方式,可以提升液晶面板的色彩表現(xiàn)力。ADSDS主要由中國(guó)液晶面板供應(yīng)商京東方主推,主要應(yīng)用在京東方自有品牌的液晶電視上。

  此外還有一些其他廠商也有自己的液晶面板技術(shù),比如NEC的ExtraView技術(shù)、松下的OCB技術(shù)、現(xiàn)代的FFS技術(shù)等,這些技術(shù)都是對(duì)舊的TFT面板的改進(jìn),提供了可視角度和響應(yīng)時(shí)間,通常只用在自有品牌的液晶顯示器或者液晶電視上使用。其實(shí)以上這些面板都屬于TFT類面板,只不過(guò)各種面板有自己的技術(shù)和名稱,所以TFT這個(gè)名字反而不常使用了。

  三、相關(guān)技術(shù)

  廣視角技術(shù)

  可視角度小,在較大的角度觀看時(shí)畫(huà)面就會(huì)失色,對(duì)比度和顏色表現(xiàn)都很差,這樣的液晶電視不適合家庭使用。廣視角技術(shù)不僅關(guān)系到液晶顯示器的可視角度,還直接影響到了液晶面板的響應(yīng)時(shí)間、亮度等其他性能參數(shù),所以各大廠商都在不斷改進(jìn)廣視角技術(shù)。

  液晶電視主流的廣視角技術(shù)有:日立的IPS技術(shù),利用空間厚度、摩擦強(qiáng)度、橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的改變使液晶分子作大幅度的平面旋轉(zhuǎn)角;三星的PVA技術(shù)、富士通的MVA技術(shù)、夏普的CPA技術(shù)原理基本類似,利用液晶分子的雙向傾斜以大幅度縮短響應(yīng)時(shí)間,改變液晶分子配向讓視角更為寬廣;松下的OCB技術(shù),則是光補(bǔ)償雙折射的方法,減少了加電狀態(tài)下液晶分子的偏轉(zhuǎn)角度;NEC的ExtraView技術(shù),增加了瀏覽角度;現(xiàn)代的FFS技術(shù),使用了透明的ITO電極讓透光率提高。這些技術(shù)雖然是以改善視角為主,但響應(yīng)時(shí)間的縮短、色澤的表現(xiàn)、對(duì)比度的提高也都包含在這些技術(shù)之中。通過(guò)這些技術(shù)的不斷的完善和應(yīng)用,市場(chǎng)上主流的液晶面板的可視角度都達(dá)到了170度,已經(jīng)不會(huì)對(duì)從不同角度觀看造成影響,還有一些超廣角的產(chǎn)品達(dá)到178度。

  快速響應(yīng)技術(shù)

  早期的液晶面板缺點(diǎn)之一就是響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),這會(huì)造成在播放移動(dòng)畫(huà)面時(shí)屏幕上出現(xiàn)拖影現(xiàn)象,這在以前是嚴(yán)重困繞液晶電視發(fā)展的問(wèn)題,在選購(gòu)液晶面板的時(shí)候,響應(yīng)時(shí)間也成為一個(gè)重要的指標(biāo)。不過(guò),隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展,響應(yīng)時(shí)間變得越來(lái)越短,主流的液晶面板都已經(jīng)達(dá)到了8ms。主要的快速響應(yīng)技術(shù)有過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和黑屏插入技術(shù),還有一點(diǎn)特別的是的廣視角技術(shù)在增大視角的同時(shí)也降低了響應(yīng)時(shí)間。

  過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過(guò)提高驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)降低響應(yīng)時(shí)間。液晶分子每一種穩(wěn)定的狀態(tài)都對(duì)應(yīng)著一定的電壓。當(dāng)電極上電壓改變時(shí),液晶分子不是即時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)狀態(tài),而是在一定的響應(yīng)時(shí)間之后才能達(dá)到這個(gè)狀態(tài),電壓越高,分子轉(zhuǎn)動(dòng)的速度越快。早期的液晶顯示器中,在液晶分子上施加的驅(qū)動(dòng)電壓就是目標(biāo)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)電壓。過(guò)驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是施加的驅(qū)動(dòng)電壓在起始的時(shí)候稍高于目標(biāo)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)電壓,使得液晶分子轉(zhuǎn)動(dòng)的速度更快,在到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)時(shí),電壓再回落至目標(biāo)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)電壓,這樣就有效縮短了反應(yīng)時(shí)間。

  黑屏插入技術(shù)是在每個(gè)圖像幀之間插入黑色幀,當(dāng)顯示器完成一楨的畫(huà)面顯示后,再插入一楨純黑色畫(huà)面,或者關(guān)掉背光燈,這樣就相當(dāng)于“切”掉了畫(huà)面的拖影,從而改善了視覺(jué)效果。也有消費(fèi)者對(duì)這種技術(shù)持懷疑態(tài)度,認(rèn)為這樣會(huì)帶來(lái)屏幕閃爍的問(wèn)題,其實(shí)大家大可放心,人腦可以濾除這種閃爍并自動(dòng)產(chǎn)生中間圖像,因?yàn)橐壕гO(shè)備的刷新率大多是60Hz,在引入黑屏插入技術(shù)后,會(huì)將刷新率提升一倍,也就是120Hz。對(duì)CRT顯示器來(lái)說(shuō),85Hz的刷新率幾乎達(dá)到肉眼感知的極限,120Hz的刷新率當(dāng)然不會(huì)對(duì)使用有任何影響。


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