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广视角补偿原理及广视角技能的运用

产品描述

  )一直是被寄予厚望的科学技能产品,延伸转变到今日已成为实践产品。厂商不断的更新显现结构、进步制程技能及进步大型化量产才能,当今产品运用终能执行扩展到完好的范畴。

  完好的TFT-LCD宗族应该包括有手机、数码相机、数码开麦拉(Digital Video Camera,DVC)、个人数码助理(Personal Digistal Assistant,PDA)、AV、车用浏览器面板(Car Navigator)、平板电脑(Tablet PC)、笔记型电脑、显现器、液晶电视(LCD TV)等运用。在此之前的液晶显现器选用的多是传统的扭转向列式(Twisted Nematic,TN)显现形式,此形式的产品确也撑起了这职业的几年兴衰,但当多家面板厂商前仆后继的投入生产后,供需的崎岖的确让此产品有着激烈的景气循环依存性,不过这样的状况到了最近一两年现已改观。多样性的显现技能和面板大型化,让TFT LCD工业破网而出,好像想就此向景气循环划清界限。其间所谓的多样性显现技能,受注意图两大新课题即为广视角(Wide Viewing Angle)和反射式(Reflective Type)技能。本文即针对一般不常说到的广视角补偿原理和广视角技能的产品运用景象加以阐明。

  TFT-LCD运用液态晶体做为光切换介质,现实上晶体便是有方向性的物质,因而在光线切换上也有视点依存性,这也是为什么液晶显现器有视角上的问题。此外,液晶在不同电压下的摆放不同,看到的光学成果也随之改动。也便是说,液晶光学特性是一起随视角和电压所影响。

  比照(Contrast Ratio,CR)的界说,一般不特别阐明是指笔直方向比照,乃笔直方向所视最亮状况TB除以最暗状况TD的比值,别离是操作在两个电压下。以寻常白(Normally White,NW)操作形式而言,最小电压Vmin的是最亮状况,而最大电压Vmax的是最暗状况;寻常黑(Normally Black,NB)操作形式则相反。相同以此两电压操作液晶,斜向调查到的亮度会各和笔直方向有异,也代表斜向比照跟着改动,一般斜向视点越大调查到的CR越小。

  根本的视角(Viewing Angle)界说,便是在CR仍有10的最大斜向视点。现实上一个液晶显现器的视角好坏,应该仍有按照色偏(Color Shift)、灰阶回转(Gray Level Inversion)、穿透率均匀性(Transmittance Uniformity)等要素之最差可承受程度地点斜向角来界说,仅仅现在的视角界说简直仍以CR为判别根据。而CR值的好坏受暗态TD影响最大,因其坐落分母,故欲补偿液晶盒(LC Cell)的视角应专挑暗态来补。

  添加液晶显现器视角有补偿膜(Compensation Film)、多域画素装备、本质上液晶装备以及自我补偿等四种方法,以下将别离评论。

  运用补偿膜补偿视角的意图有二,一是补偿上下互为正交(Orthogonal)的偏光片组之斜向暗态漏光;二是补偿液晶自身在斜向视点调查下会有的暗态漏光。前者的补偿适当简略,可在两偏光片的某一片上加上a-plate,如图1所示;后者在理论上可用一个层层向上对称于液晶层光学折射率异方性(Refractive Anisotropy)散布但异型的光学晶体补偿,如图2所示。至于补偿视角所用的补偿膜是固定不动的晶体,不若液晶自身可施加电压改动晶体散布状况,因而针对第二种状况,便只能挑选某一液晶层散布状况为基准来补。故以笔直自身配向(Vertically Aligned或称Homeotropically Aligned,一般用在Normally Black)和水平配向(Homogeneously Aligned,一般用在Noormally White)两种方法类的显现形式,若要运用补偿膜来补偿暗态斜向漏光以扩增视角,就需别离运用负型的c-plate和负型的o-late(见图1)。简直一切的液晶显现形式想要到达广视角,都必须加上补偿膜,基中扭转向列式液晶合作补偿膜的Film TN则独自运用此种方法来增大视角。

  有了补偿膜方法,现实上只能针对某一液晶层倾倒散布状况(一般为最暗状况),故此状况之外的其他灰阶状况并无法靠补偿膜补,补偿膜顶多只能说是做到暗状况TD的补偿,在灰阶间的液晶分子倾倒摆放,需另觅途径补偿,运用液晶自身的多域(Multi Domain)补偿,是个再好不过的方法。这种方法虽然不能完美的补掉各不同视角下看到的液晶位相差值(Phase Retardation)不同的问题,但可以到达不同灰阶会主动调整不同补偿之长处,特别关于视角变大时之灰阶回转特性有极大的改进,这是补偿膜所做不到的。因而一个真正好的广视角液晶显现技能除了要有补偿膜补偿视角,还要有多域画素装备方法。

  一般的TN显现形式顶多做到补偿膜补偿视角方法,因而此种形式想要再添加多域规划,会在实践量产制程上遇到技能瓶颈,也便是需求让一个画素的各种范畴(Domain)有不同的配向(Rubbing)方向,但是并非没有此方法的结构,只要限于文献报道或留于原型(Prototype)的层次。但在笔直配向(VA)上的运用则很有用,且可谓TV的规范装备,这乃由于VA的配向可用画素自身结构规划到达的非操作时之多域预倾(Pretilt)及操作时的多预横向电场倾倒驱动,处理了需靠Rubbing来到达多域的实践量产难题。因而VA都可容易导入多域的规划,即所谓的MVA(Multi-Domain VA),让大视角(Polar Angle)下之不同方位角(Azimuthal Angle)看到的光学在任何方向均匀,没有激烈的方向依存性。由富士通(Fujitsu)提出的MVA便是此种增大视角方法的代表性显现形式,其他如Samsung提出的PVA(Patterned VA)、Sharp提出的CPA(Continuous Pine-Wheel)也都归于这种技能。

  晶体是有方向性的物质,在光学上必定有视点依存性,这也是为什么液晶显现器有视角上的问题,不过很多的液晶显现形式中,必定存在一种液晶分子切换摆放装备是有本质上较好的视角特性,这种形式便是让液晶分子只在同一平行于偏光片平面上切换的方法,称之为共平面切换(In-Plane Switching,IPS)形式。从晶体光学的视点来看,它有着本质上的广视角,并不是特别需求补偿膜做光学补偿就可在各个大视角到达很平缓的光学差异改动。现实上,IPS于方位角上的光学差异改动并非相同如此平缓,只不过就人体工学而言,人们去看一个显现器时,在大视角上改换的时机远多于在方位角上的改换。何况IPS仍可藉由楔型电极的组织以一次Rubbing配向到达Azimuthal上的多域规划,一般规划成2 Domain的方法,即为Matsushita提出的Super-IPS(S-IPS)结构。当然,IPS的广视角使得咱们不需补偿液晶自身在斜向视点调查下的暗态漏光,也便是说IPS彻底不必补偿膜在广视角体现上就已适当好,但毕竟上下互为正交的偏光片组斜向暗态漏光任旧存在,为求更完美的视角特性体现,Hitachi进一步把此补偿加在其Advanced Super-IPS(AS-IPS)上。

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