1、液晶显示器性能参数,开口率对比度视角响应速度电光特性,开口率,在一个像素单元面积上透光面积所占的比例,对比度,视角（Viewing Angle）：,在大角度观看的情况下，显示器亮暗对比变差会使画面失真，而在可接受的观测角度范围就称为视角。,响应时间（Response Time）,LCD显示器对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间。一般来说分为两个部分Rising(上升时间)和Falling(下降时间)，而我们所说的响应时间指的就是两者之和。 Response time =Tr+Tf一般液晶显示器反应时间为20-30毫秒。（标准电影格式每画面为40毫秒）,电光特性,T
2、N模式：扭曲向列液晶显示,TN-LCD Twisted Nematic由于内表面涂有定向层膜，在盒内液晶分子沿玻璃表面平行排列。但由于两片玻璃内表面定向层定向处理的方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃之间呈90扭曲，这就是扭曲向列液晶器件名称的由来。,TN-LCD,TN-LCD工作原理,TN-LCD,由于发生双折射，入射线偏振光变成椭圆偏振光，其中一部分光通过检偏片成为黑色显示部分的漏光。随着视角增大，漏光迅速增大，在本该显示黑色的区域出现了白色，导致对比度降低。在显示不同灰阶的时候，液晶分子的长轴跟玻璃基板的角度是不一样的，用户从不同角度观看屏幕时，有时看到的是液晶分子的长轴，有时则是短轴。在不
3、同角度所看到的亮度就会不一样，这就是TN模式液晶显示器可视角度狭窄的根本原因。,TN LCD视角小的原因,TN LCD视角,TN-LCD,另外，理论上在玻璃电极板通电时，光线透过垂直于基板的液晶分子后是无法穿透第二块偏振片的，但实际上此时若在某些特定角度范围内会看到液晶分子的长轴，即该角度上的透光率反而增加了，这样低灰阶的画面看上去可能比高灰阶的亮度还高，这就是TN模式液晶显示器所固有的灰阶逆转现象。,TN-LCD,用TN-LCD制作的常用液晶显示器件,STN模式： 超扭曲向列液晶显示,Super Twisted Nematic 。顾名思义，“超扭曲”即扭曲角大于90。 扭曲向列液晶显示器件，
4、其液晶分子的扭曲角为900，它的电光特性曲线不够陡峻，由于交叉效应，在采用无源矩阵驱动时，限制了其多路驱动能力，理论分析和实验表明，把液晶分子的扭曲角从900。增加到18002700时，可大大提高电光特性的陡度。下图表示一组不同扭曲角下液晶盒中央平面上液晶分子的倾角和外加电压的关系曲线。它的形状可近似看做电光曲线的形状，可以看到。曲线的陡度随扭曲角的增大而增大，当扭曲角为2700时斜率达到无穷大。曲线斜率的提高可以允许多路驱动，且可获得敏锐的锐度和宽的视角。,STN-LCD,V0是没有扭转液晶的阈值电压,不同扭曲角下液晶盒中央液晶分子的倾角和外加电压的关系,STN-LCD,对于传统的LCD显示
5、屏来说，经常会存在两个较大的缺点： （1）当从某个角度观看普通的液晶显示屏时，将发现它的亮度急剧损失（变暗）及变色。较旧型的LCD显示屏视角通常仅有90度； （2）影片及游戏中，快速的移动画面是常出现的，但这样的需求却是响应时间较慢的LCD显示所难以提供的。太慢的响应时间会导致画面失真及次序错乱。,液晶显示器的发展趋势：大尺寸、精细化 1 扩大视角 2 提高响应速度 3 改善动画性能,TFT LCD扩大视角技术,TN+Film（视角补偿膜）VA模式IPS模式OCB模式,视角的定义,对比度 从斜的方向去看LCD与从正面去看时相比，白色部分会变暗，黑色部分会变亮，因此对比度会下降。一般定义对比度下
6、降到10的时候对应的角度为该显示器的视角。灰阶反转 LCD显示屏在某个大角度的时候，有可能会看到低灰阶反而比高灰阶还亮，也就是看到类似黑白反转的现象。定义不会产生灰阶反正现象的最大角度为视角。色差 从不同角度去看液晶显示屏，会发现颜色随着角度而变化，当颜色的变化已经大到无法接受的临界点时，定义该角度为视角。,何谓广视角技术？,所谓广视角技术，必须符合三个条件： 对比度大于10的角度范围要足够大； 不能有灰阶反转； 随着视角的变化，色差不能太大。即不同视角所观测到的色坐标变动的范围越小越好；,TN+Film（视角补偿膜）,TN+Film广视角技术是基于TN液晶显示器的改进技术，液晶分子的排列还是
7、TN模式，运动状态仍然是在加电后由面板的平行方向向垂直方向扭转。它是采用双折射率n0造成的相位延迟以实现广视角的目的，这个Film又称为相差膜或者视角补偿膜。相差膜是将透明薄膜经过拉伸等处理后做成预定形变的构件。,液晶层产生的位像差,n0,视角补偿原理,视角补偿原理,补偿膜模式具有工艺简单、 价值低、 可增大视角的特点。但是 ,该模式并没有改变原有对比度曲线沿方位角分布的形状 ,这种改善视角的方法还常与其他方法组合使用。,TN+Film,VA模式,VA：（Vertical Alignment） 传统的TN模式，在不加电压时，液晶分子平行于基板表面排列； VA模式在不加电压时，液晶分子垂直于基板
8、表面排列。 VA模式一般是采用介电常数各项异性为负的液晶物质。,VA模式的原理,不加电压时，液晶分子垂直于基板表面排列，上下偏光片正交设置，线偏振光将完全被阻挡而得到全黑状态。通电后产生液晶分子旋转，一部分光从偏振片射出，得到亮态显示。,VA模式的改进,MVA（Multi-domain Vertical Alignment ）PVA（Patterned Vertical Alignment）,MVA,MVA的关键在于液晶层中的凸出物，它可以让液晶分子向不同的方向偏转，这样从不同的角度观察屏幕都可以获得相应方向的补偿，也就改善了可视角度，同时，提高了响应速度。,改进VA模式对视角的影响,在B处看
9、到的是中灰阶；在A和C处能同时看到的高灰阶和低灰阶，混色后正好是中灰阶。,在未进行光学补偿的前提下，MVA模式对视角的改善仅限上下左右四个方向，其他方位角视角仍然不理想。如采用光学薄膜进行补偿则可得到,MVA,MVA,MVA,PVA,PVA是把MVA凸出物代之以透明的ITO电极层，ITO层被激光刻出一道道均匀的缝隙，且上下层基板的ITO缝隙依次错开，这样平行的电极之间就产生了一个倾斜的电场，驱动液晶分子形成双向倾斜的状态。,VA模式的优缺点,优点： 1.有效的改善了视角； 2.提高了响应速度； 3. 提高了对比度； 4.工作于长黑模式，降低了“亮点”出现几率。 缺点： 1.增加了技术难度和生产
10、成本； 2.功耗较大。,IPS模式,IPS(In Plane Switching)平面控制模式是将细条型的正负电极间隔排列在同一基板上，一般称为梳状电极，同时选用仅在平行于基板的平面内旋转的液晶。当加电压时，原来平行于电极的液晶分子旋转到与电极垂直的方向，液晶分子长轴仍然平行于基板。控制该电压的大小就把液晶分子旋转到需要的角度，配合偏振片调制光线的透过率，以显示不同的色阶让观察者任何时候都只能看到液晶分子的短轴，因此在各个角度上观看的画面都不会有太大差别，这样就比较完美地改善了液晶显示屏的视角。,IPS模式,IPS一个最大特点就是它的电极都在同一面上，而不象其他液晶模式的电极是在上下两面。因为
11、只有这样才能营造一个平面电场以驱使液晶分子横向运动这种电极对显示效果有负面影响：当把电压加到电极上後，靠近电极的液晶分子会获得较大的动力，迅速扭转90度是没问题的。但是远离电极的上层液晶分子就无法获得一样的动力，运动较慢。只有增加驱动电压才可能让离电极较远的液晶分子也获得不小的动力。所以IPS的驱动电压会较高，一般需要15伏。由於电极在同一平面会使开口率降低，减少透光率，所以IPS应用在LCD TV上会需要更多的背光灯。,IPS（平面控制）模式,IPS的优点,主要表现在三个方面：图像无残影响应速度均匀色彩无偏移,1、画面清晰超稳,IPS硬屏具有独特的分子水平转换结构，上下左右都能达到178度的
12、可视角度，任何角度的色彩表现力都不打折扣，几乎达到了液晶显示技术的极限，基本消除了视觉上的“死角”。同时，不会像软屏那样出现色彩漂移现象，从侧面也能看到清晰的画面。,2、大可视角度,IPS硬屏是目前显示技术中对色彩还原最为准确的技术，具有非常高的对比度，纯黑层次更为清晰。设计领域的专业人士通过使用，普遍认为IPS硬屏液晶显示器有效缩小了设计与最后出品样本之间的误差。现代医学对科学检验的依赖程度越来越高，IPS硬屏理想的黑色对比效果更是有助于提高诊断的速度和准确性。相对来说，IPS面板的一致性更好，细节更多，适合超高灰度精细的显示要求。,3、色彩准确,好的显示要付出代价,普通IPS技术的代价是较
13、慢的反应时间，大约为50毫秒。解决方案：S-IPS另外，使用了IPS技术的显示屏亦非常昂贵。解决方案：E-IPS,IPS的缺陷,S-IPS,E-IPS,E-IPS由LG公司研发，采用成本优化结构，拥有与TN相同的亮度以及72%的色域，两极处于同一平面，因此在任何状态下E- IPS面板的的液晶分子始终都与屏幕平行，开口率降低，透光率也减少，以而大大提高了它的可视角度，可视角度高达178，而且不产生任何拖影。另外，E-IPS采用平面转换技术，分子转换稳定，色彩饱合度、亮丽程度都是TN、VA面板所无法比拟的。 E-IPS可以说继承了IPS面板的优异性能，但价格却相近与板TN面而远远低于IPS面板。,
14、硬屏,IPS被触摸时不再有水纹现象，所以被称为：,原因：当遇到外界压力时，分子结构向下稍微下陷，但是整体分子还呈水平状。而软屏液晶的垂直排列状，则下陷厉害，并呈倒八字形。可见，在遇到外力时，硬屏液晶分子结构坚固性和稳定性远远优于软屏，基本保持原样不变。,硬屏优点： 晃动或者触摸 不会影响画质,OCB模式,OCB (Optically Compensated Bend/Optical Compensated Birefringence,光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）广视角技术是利用其设计巧妙的液晶分子排列来实现自我补偿视角，所以它又叫自补偿模式。在自补偿和双轴光学膜的补偿下，OCB模式的液晶
15、可以实现不错的可视角度，而且视角均匀性非常好。在不同的方位也不会出现TN模式固有的灰度逆转现象。,改善LCD视角方法,光学补偿膜（液晶盒外光学补偿法）,OCB基本设计思想,OCB模式液晶盒结构示意图,1.在光学单轴媒质（例如，向列型液晶），光从与光轴相倾斜的方向横过时即可发生双折射效应。2.巧妙设计液晶分子的排列方式，上下镜面对称，这样由下面液晶分子双折射导致的相位偏差正好可以被上部分的液晶分子自行抵消。,OCB液晶面板技术图,OCB优劣势分析,OCB最大优点 响应速度非常快，可达110ms。利用将上下基板液晶分子平行排列，内层分子不作扭曲，仅在同一平面内对称弯曲排列。为实现上述对称排列，上下基板表面液晶分子的预倾角需相等且方向相反，如此一来避免了TN液晶在操作过程中改变扭曲排列所必须克服的回流效应（Backflow），减少液晶回复时间，因而增加反应速度。,OCB技术最大缺点 在无电场作用下，液晶分子基本成平行于上下基板的展开状态，需要给予一初始电压将其转变为弯曲状态才能正常工作，该时间通常需要60-90s。,
