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TFT全面导读(第二部分)
一、简介
在《TFT全面导读(第一部分)》我们讨论了关于平板显示器的基本知识和目前平板显示器的市场形式。这一部分我们主要来关注平板显示器最新的用于提高显示器反应时间的技术。
从第一部分中我们也知道TFT显示器相对于阴极射线管显示器有两个主要的缺点:
(1)当你从一侧观看TFT显示器的时候,你马上会发现屏幕的亮度和色彩都会有所变化,甚至当你相对于屏幕的角度太大是会发现屏幕一篇漆黑。特别对于老式的平板显示器这个现象尤其明显(最早的平板显示器可视角度只有90度,也就是说一边的可视角度只有45度)。对于只有一个人使用的显示器这并不是一个大问题,但是如果在你需要监视多台显示器的时候,可能这就是个问题了,因为当这种情况时,你同多数的显示器一般是呈一定角度的,如果可视角度太小,你的工作会非常的不方便。所以TFT的可视角度相对于CRT显示器要小。
(2)当屏幕的画面需要快速的转换是,比如当你看视频或者玩游戏的时候显示器的画面是在不停地快速的切换的。如果显示器的反应时间太长的话,你就会发现屏幕上有残像生成。这是TFT相对于CRT显示器的第二个不足。
为了解决这些问题,平板显示器厂商不满足于他们已有的成绩,不断地开发新的技术来提高TFT显示器的性能,其中TN+Film、IPS、MVA等技术就是其中的一些具有突破性的技术。我会在下面对它们一一介绍。
二、TN+Film
图1
从技术角度来看,TN+Film解决方案是最简单的一种,TFT显示器制造商将过去用于老式LCD显示器的扭曲向列(TN:Twisted Nematic)技术,同TFT技术相结合,从而有了TN+Film技术。这项技术主要就是通过在显示屏覆盖一层特殊的薄膜,来扩大可视角度——可以把可视角度从90度扩大到大约140度。如图1所示:TN+Film同标准TFT显示器一样都是通过排列液晶分子来实现对图象的控制,它在上表面覆盖一层特殊的薄膜来增大可是角度。
不过TFT显示器相对较弱的对比度和缓慢的反应时间这些缺点仍然没有改变。所以TN+Film这种方式并不是最好的解决方案,除了它的造价最便宜之外没有任何可取之出。
三、IPS (In-Plane Switching)
图2
IPS就是In-Plane Switching的简称,意思就是平板开关,又称为Super TFT。最早由Hitachi(日立)开发,现在NEC和Nokia也使用此项技术生成显示器。这项技术同扭曲向列显示器(TN+Film)的不同就在于液晶分子相对于基本排列的方式不同。如图2,当加上电压之后,液晶分子与基板平行排列。
采用这项技术的显示器的可视角度达到了170度,已经同阴极射线管的可视角度相当了。不过这项技术也有缺点:为了能让液晶分子平行排列,电极不能象扭曲向列显示器(TN+Film)一样,在两层基板上都有,只能放在底层的基板上——这样导致的直接结果就是是的显示器的亮度和对比度明显的下降,为了提高亮度和对比度只有增强背光光源的亮度。这样一来,反应时间和对比度相对于普通TFT显示器而言更难提高了。所以这项技术似乎也不是最好的解决方案。
四、MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)
MVA——多区域垂直排列技术,是由日本富士通(Fujitsu)公司开发的,单从技术的角度看,它兼顾了可视角度和反应时间两个方面。所以就我个人的观点看,富士通找到了一个折中的解决方法。MVA技术使得可视角度达到了160度——虽然不如IPS能达到的170度的可视角度,不过它仍然是最好的,因为这项技术能够提供更好的对比度和更短的反应时间。
MVA中的M代指“multi-domains”——多区域的意思。图3所示,那些紫色的突起(protrusion)构成了所谓的区域。富士通目前生产的MVA显示器中一般就有这样4个区域。
VA 是“vertical alignment”的简称,意为垂直排列。不过单从字面上看会产生一些误解,因为液晶分子并不是同如图所示的“突起”(protrusion)完全垂直的。请看图3所示的黑色示意图。当电压生成一个电场时,液晶分子如图相互平行排列,这样背光光源就能穿过,而且能将光线向各个方向发散,从而扩大了可视角度。
另外MVA还提供了比IPS和TN+Film技术都快的反应时间,这对于取得良好的视频回放和游戏视觉效果都是非常重要的。MVA液晶显示器的对比度也有所提高,不过同样也会随着可视角度的变换而变化。
五、各种扩展可视角度技术的评估
图4
TN+Film解决方案因为在提高反应时间方面没有优势,所以不是一个好的解决方案。不过话又说回来,它一种成本非常低的解决方案,同时因为技术简单所以成品率高,产量大,同时也把可视角度提高了一个可以接受的范围——即使你使用CRT显示器,你也不会总是在170度的视角看屏幕吧^_^所以一些低端的液晶显示屏依然使用了此中技术,所以它的市场份额并不少,不过随着别的技术的日益成熟,它会渐渐推出市场的。
IPS目前的市场份额是最高的,因为采用此种技术的厂商也是最多的,比如Hitachi、NEC都是采用此项技术生产TFT显示器。这种技术最大的优点就是可视角度能达到170度,可以同CRT显示器相当了。另外它的反应时间也在可以接受的范围之内。
从纯技术的角度来看,MVA是最好的解决方案。可视角度达160度,虽然不是最高的,但是已经相当接近阴极射线管(CRT)显示器的可视角度了。另外它的反应时间只有20毫秒,已经能完全满足视频播放的需要了。采用这种技术的液晶显示器目前的市场份额也是最小的,不过处在不停的成长期内,有着非常光明的前景。
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