廣視角補償原理及廣視角技術(shù)的應用
自我補償方式
上述的三種方式幾乎都是整個(gè)廣視角技術(shù)上的運用主流,事實(shí)上,廣視角還存在一種光學(xué)補償方式,即為自我補償(Self-Compensated)方式,見(jiàn)圖3。光學(xué)補償彎曲(Optically Compensated Bend,OCB)模式則是此代表性廣視角技術(shù),它也是一個(gè)反應速度極快(~5ms)的液晶模式。這種方式和Multi-Domain很類(lèi)似,特別對于視角變大時(shí)之灰階反轉特性有極大的改善。但相對應還需很復雜的光學(xué)補償,特別在正向對比及視角色偏上補償不易。
廣視角技術(shù)分類(lèi)
廣視角技術(shù)可分為四大類(lèi),即(1)Film TN;(2)MVA系列:Conventional MVA、Premium-MVA(P-MVA)、PVA、CPA、SVA…都屬此類(lèi);(3)IPS系列:Conventional IPS、Super-IPS(S-IPS)、Ad vanced Super IPS(AS-IPS)、Fringe-Field Switching(FFS)Ultra-FFS…都屬此類(lèi);(4)OCB。
以上詳述了各類(lèi)廣視角補償原理及其目的,事實(shí)上,現在存在的幾種產(chǎn)品化技術(shù)中,只有運用到前三項,而MVA和IPS兩項則是開(kāi)發(fā)大尺寸電視應用之液晶顯示器的唯二選擇。OCB因光學(xué)補償不易,制程穩定性不夠,加上其特有的快速反應時(shí)間也漸漸被IPS和MVA以外部驅動(dòng)訊號技巧拉近差距,故前途未卜?,F存可產(chǎn)品化的各種廣視角技術(shù)發(fā)展詳見(jiàn)表1
廣視角液晶顯示器的光學(xué)要求要點(diǎn)
除了以對比仍有10的最大斜向角度值為基本的視角定義外,要讓液晶顯示器的視角特性好,還要考慮色偏、灰階反轉、穿透率均勻性等因素。利用補償膜、多域畫(huà)素配置、本質(zhì)上液晶配置、自我補償四種技巧來(lái)達成這些光學(xué)特性上的廣視角要求。
1.穿透率均勻性的廣視角要求
不同液晶顯示模式之穿透率均勻性和視角的關(guān)系,表現的優(yōu)劣程度依序為IPS(2-Domain)>IPS(Single Domain)>VA(2-Domain)>TN>VA(Single Domain),這是因為IPS從晶體光學(xué)的角度來(lái)看,本質(zhì)上在各個(gè)大視角上有很緩和的光學(xué)差異變化。事實(shí)上,IPS于方位角上的光學(xué)差異變化并非同樣如此緩和,但無(wú)論如何Single Domain已夠好,若還要更好,Azimuthal上的2-Domain設計可更加強其穿透率均勻性。
2.對比、色偏、灰階反轉的廣視角要求
針對對比、色偏等各種廣視角液晶顯示器的光學(xué)要求比較了TN、MVA、IPS系列之廣視角技術(shù)水準。其中的對比和灰階反轉兩項和液晶晶體的視角有強相關(guān)性,可由上述多個(gè)示意圖清楚推敲,至于色偏的種類(lèi)及原因在本文不多討論,但最新、最需繼續精進(jìn)的廣視角改善課題,卻是色偏。因為篇幅所限,不在此論述。
廣視角技術(shù)在大型液晶電視的最新產(chǎn)品應用
廣視角技術(shù)將產(chǎn)品應用擴展到完整的領(lǐng)域,等待的是大尺寸電視應用的產(chǎn)品到位,這場(chǎng)煙硝味極重的LCD TV之爭,也只不過(guò)是最近一年左右的事,雖然目前家用電視市場(chǎng)仍以CRT為主,電漿顯示器PDP的出現讓消費者嘗試到面積大、體積小的平面顯示(Flat Panel Display,FPD)電視,但其有電力消耗過(guò)大,解析度不高、平均對比不足,明室對比不佳、平均亮度等加強的問(wèn)題,液晶電視在50寸以下的勝出指日可待。
開(kāi)發(fā)廣視角技術(shù)的軌跡可描述如下:初始濫于日本,南韓后來(lái)居上,而臺灣緊跟在后。日本幾乎以原始顯示及制程技術(shù)開(kāi)發(fā)為大宗、臺灣則以不斷提升大尺寸基板產(chǎn)能為優(yōu)勢,但可怕的是南韓兼具兩者的發(fā)展。以MVA來(lái)說(shuō),最早在1998年由富士通(Fujitsu)提出,一直發(fā)展至今,仍穩居MVA的技術(shù)龍頭,而臺灣廠(chǎng)商,如友達、奇美持續投資建立更大基板生產(chǎn)線(xiàn),提供其相對應產(chǎn)能,使日本與臺灣合作的模式不斷出現,臺灣也因此于技術(shù)上獲益不少,韓國三星則緊追日本,比臺灣更積極投入顯示技術(shù)研發(fā),提出類(lèi)似MVA的PVA模式。又以IPS為例,最早在1995年由Hitachi提出,后于1997年由Matsushiat改善提出2-Domain的S-IPS,解決了方位角的Blue/Yellow Shift問(wèn)題,爾后似乎停擺了一陣子,但南韓LG電子則在此時(shí)悄悄繼續改進(jìn),造就今天的LG.Philips Display(LGP)在IPS上的重要地位。臺灣的友達、奇美、瀚宇彩晶、廣輝等公司則在這一兩年內持續投入五代廠(chǎng)或更大的六、七代廠(chǎng)投資,且各有日本的Fujitsu Display Technologies(FDTC)、Hitachi Display和Sharp的技術(shù)支援,這場(chǎng)激烈的競賽看來(lái)還要持續一陣子。
現行真正量產(chǎn)的大型廣視角技術(shù),可分為:
(1)MVA系列:
a.Conventional MVA:奇美電子(CMO);
b.P-MVA:友達光電(AUO)、FDTC;
c.PVA:Samsung;
d.CPA:Sharp。
(2)IPS系列:
a.Conventional IPS:無(wú);
b.S-IPS:LG.Philips;
c.AS-IPS:Hitachi Display。
表3所列為2002年以來(lái)所有大型LCD-TV的產(chǎn)品規格及使用之廣視角技術(shù)。
總結
在TFT LCD廠(chǎng)商不斷的更新顯示結構、提升制程技術(shù)及提高大型化量產(chǎn)能力的努力下,把產(chǎn)品應用拉往更大尺寸之電視領(lǐng)域,所有家電廠(chǎng)商無(wú)不積極推出液晶電視,以投入這場(chǎng)由上游液晶顯示面板廠(chǎng)商延續下來(lái)的戰場(chǎng)。在各類(lèi)廣視角技術(shù)中,明顯只剩MVA和IPS兩項是往大尺寸電視應用發(fā)展的選擇。應用方向的轉變,使得昔日的廣視角技術(shù)專(zhuān)注點(diǎn)由各式各樣琳郎滿(mǎn)目的結構轉變?yōu)橹铝τ跋窀纳?,如何提供更高正向對比、更大視角(包括對比、色偏、灰階反轉、穿透率均勻性等特性)、更快速反應(Rising Time、Falling time和灰階間反應)、更高色濃度、更高亮度,以及解決態(tài)影像的模糊(Blurring)問(wèn)題反而成為現今廣視角技術(shù)更應投注的開(kāi)發(fā)課題。
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