液晶显示器工作原理——VA

TheCreativeLife创意感动生活液晶显示器工作原理——VA全球质量管理中心QE部2010年8月5日2TheCreativeLife创意感动生活VA液晶显示器简介VA液晶显示器构造VA液晶显示器工作原理VA液晶显示器特性目录3TheCreativeLife创意感动生活verticalalignmentliquidcrystaldisplay：VA-LCD垂直配向型液晶显示器主要生产厂商：三星，友达，奇美，Fuijtsu，爱普生。VA型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛，16.7M色彩和大可视角度是它最为明显的技术特点，目前VA型面板主要分为两种，一种为MVA型，另外一种为PVA型。MVA（MULTI-DOMAINVERTICALalignMENT，多区域垂直配向型）技术，原理是增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列，在施加电压后液晶分子成水平排列，这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角度提高到160度以上，并且提供比IPS和TN+FILM更短的响应时间。这项技术是富士通公司开发的，目前我国台湾的奇美、友达光电等面板厂都有获得授权使用。VA-LCD屏介绍4TheCreativeLife创意感动生活PVA（PatternedVerticalAlignment）是三星推出的一种面板类型，是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度（实际上它跟MVA极其相似，可以说是MVA的一种变形。PVA采用透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸起物，透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费）。此外在这两种类型基础上又延出改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型，在技术发展上更趋向上，可视角度可达170度，响应时间被控制在20毫秒以内（采用Overdrive加速达到8msGTG），而对比度可轻易超过700:1的高水准，三星自产品牌的大部份产品都为PVA液晶面板。VA-LCD屏介绍5TheCreativeLife创意感动生活液晶的电特性介电系数表示材料被外部电场极化率的大小，介电系数∆ε=ε2-ε1，由于介系数的不同，造成液晶分子会随着电场的方向而改变，因而可通过改变电场的方向和大小来控制液晶分子的排列方向。当∆ε0时，称为正极性液晶，其特性为：当有外加电场时，液晶的长轴方向趋向于电场方向平行；当∆ε0时，称为负极性液晶，其特性为：当有外加电场时，液晶的长轴方向趋向于电场方向垂直；目前VA屏主要使用负极性液晶。工作原理E1ε1E2ε26TheCreativeLife创意感动生活液晶分子垂直于上下基板，夹入两电极基板之间，制成液晶盒，上下偏振片相互垂直；背光模组产生的光线经下偏光片变成线偏振光，入射到液晶盒内，未被扭曲，不能通过上偏光片，不透光。当两电极之间加上一定的电压时，液晶分子转动，趋向于基板成平行，使光线并通过上玻璃基板外的上偏光片（垂直于下偏光片），透光；，当入射光到液晶盒内的产生的偏振光，工作原理7TheCreativeLife创意感动生活VA-LCD的优缺点：优点：广视角设计（高达178度/178度），灰阶响就时间快（过驱动），色彩丰富，亮点率较低；缺点：功耗较高，价格偏高。广视角设计LCD为利用液晶旋转控制光线，造成先天视角狭小的缺点，在面对大型化LCD荧幕时，广视角的問题随之显著。以往最方便的方法是贴上广视角膜，但广视角膜是日本富士通一家所独占材料，成本不便宜，因此各LCD广研发以新液晶材料及新的结构，改良液晶配向提升视角。下面介绍下MVA及PVA广视角技术原理分析：VA-LCD特性8TheCreativeLife创意感动生活广视角和窄视角的差异广视角（视角偏离画面不会大幅失真）窄视角（视角一但偏离画面效果就大打折扣）VA-LCD特性9TheCreativeLife创意感动生活MVA广视角技术原理分析凸起物使液晶本身产生一个预倾角。這个凸起物顶角的角度越大，则分子长轴的倾斜度就越小。早期的MVA模式液晶凸起物只在一側，后期的MVA凸起物则在上下两端。VA-LCD特性10TheCreativeLife创意感动生活MVA广视角技术原理分析未加电时，液晶分子长轴垂直于荧幕，只有在近凸起物电极的液晶分子略有倾斜，光线此时无法穿过上下两片偏光板。当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，凸起物附近的液晶分子迅速帶动其它液晶转动到垂直于凸起物表面状态，即分子长轴倾斜于荧幕，透射率上升從而實現調製光线，让视野角度更为寬广VA-LCD特性11TheCreativeLife创意感动生活PVA广视角技术PVA广视角技术同样属于VA技术的范畴，实际上它跟MVA极其相似，可以说是MVA的一种变形。采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物，ITO不再是一个完整的薄膜，而是被光刻了一道道的缝，上下两层的缝并不对应，从剖面上看，上下两端的电极正好依次错开，平行的电极之间也恰好形成一个倾斜的电场来调制光线。。透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费。VA-LCD特性12TheCreativeLife创意感动生活Overdrive过驱动技术（加快GTG响应时间）如下图所示，在下方的蓝色曲线表示正常情况液晶分子加电压后的反应过程，相应的电压情况由下面的黑色直线表示，我们看到从施加电压后液晶分子并不是稳定的过程。而紫色的线则表示液晶追求的理想响应。Overdrive过驱动技术是在初始阶段下施加比一般状态更高的激励电压，红色部分的电压，我们可以看到下图中的绿线，为了让液晶分子达到更快的反应速度，待到液晶分子方向接近于目标方向时，激励电压恢复目标灰阶水平。从而改善了GTG（GraytoGray)的响应时间。VA-LCD特性V4V1V2V3L1L2t13TheCreativeLife创意感动生活色彩丰富：VA屏为8bit屏，可显示256种红色、256种绿色、256种蓝色，相互叠加获得最大发色数为1670万色；亮点率较低：MVA与PVA都属于NB（常暗）模式液晶显示器，在TFT受损坏而未能受电时，该像素呈现暗态。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性。其缺点是功耗较高前面我们已介绍其工作原理，因VA屏是通过其折射的方式使其光线通过，造成部分反射与折射光线没有被利用，使其在同等显示亮度下功耗增加。VA-LCD特性14TheCreativeLife创意感动生活VA-LCD特性VA与之前介绍的TN屏都属于“软”屏。当我们用手指在屏上轻轻按压会出现光晕，并不是因为屏“软”，由图可知，因为液晶结构，当手指按上时，使液晶长轴方向改变，造成屏漏光引起。15TheCreativeLife创意感动生活谢谢！