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  • 1 # 小紅的甜心

    深入分析IPS面板與VA面板技術區別

    液晶面板是LCD的核心,面板的好壞已經決定了LCD 60%以上的品質,因而一些專業的顯示器,除了在電路上精益求精之外,還在面板上精挑細選。

    執高階LCD牛耳的EIZO,他們認為IPS面板的一致性更好,而且細節更多,適合超高灰度精細的顯示要求,因而在印刷和醫用顯示器上,都只用IPS面板的產品,尤其是醫療用顯示器,那些面對診療用的顯示器,灰度都要超過1000級,否則容易出現問題,IPS面板這個時候的優勢就非常明顯,而且他們要求畫素之間的干擾減低到最小,從而實現精準的顯示,這也是IPS面板特別有優勢的地方。

    既然EIZO對此都稱讚有嘉,我們需要仔細看看IPS面板與一般面板尤其是它的老對手VA面板的不同。IPS面板和VA面板都是為了彌補TN面板的缺陷提出的兩個技術,改善了視角和顏色還原。尤其是TN面板是透過預先對液晶分子進行定向,液晶分子逐級扭曲,形成光路的偏轉。因為不通電的時候,液晶分子的厚度差異對光學特性影響更為明顯,所以TN面板首先把分子定向好,然後透過通電改變一些分子的排列實現畫素的控制。

    不過因為提前進行定向,這個效率比不上透過電場自行定向的那種模式,並且人工的定向也無法保證足夠的精度,從而導致TN面板的層次無法保證,對比度也大受影響。即便是通電的時候,液晶分子垂直面板的極化玻璃,因為不是絕對的,所以可能導致漏光,這個技術使用的定向膜並沒有考慮到視角問題,TN面板的可視角度受到很大的限制。

    IPS和VA採用了不同的策略。實際上,VA面板也有模仿IPS的痕跡。它們預先把液晶分子進行垂直定向,但是,這個垂直定向無法解決光線偏轉的問題,並且即便實現了偏轉也無法提高視角和對比度。這給面板技術帶來了很大的製造難題,一方面需要讓液晶分子偏轉,儘可能接近水平的狀態,又需要給液晶分子一個切向的力,實現液晶分子的偏轉,它的電極安排就跟普通IPS不一樣,必須有一個交叉角度,讓一個電極既實現液晶分子的偏轉,同時還有扭轉。為了解決這個問題,VA面板採用了一個有趣的技術,把一個畫素分成兩個部分,每個部分對準不同的方向,這樣他們在畫素的中間採用了一個錐形的電極,並且在對面的玻璃基板上有對應錐形電極,電極之間不是在一個平面,而是有交叉角度,這個交叉角度就決定了液晶分子的扭轉角度。電極通電之後,從而實現光線向電場方面偏轉和同時扭轉兩個狀態的變化,從而使光線透過面板的前偏振片。從技術根源上來說,VA和IPS如出一轍,VA更復雜而且更脆弱,這恐怕才是面板軟硬之別的真正原因所在。

    由於VA面板有兩個偏轉,所以偏轉的過程會變長,並且偏轉的量不好控制,電場的強弱決定了偏向電極的分子的數量同時也決定了扭轉的分子的數量,在兩個方面控制畫素的亮度,不過因為有兩個過程,分子偏轉和扭轉的數量不與電場呈現絕對的線性,所以它的螢幕的亮度不均勻程度要比IPS面板大,並且動態畫面的時候,偏轉和扭曲不同時進行,會在顏色銜接的區域出現明顯的拖影,或者在邊界處出現奇怪的光柵現象,都是兩者不能達到同時最大值導致的。

    VA面板的這個特性還決定了VA面板無法控制漏光現象。在液晶分子偏轉和扭曲的過程中,會把光線導向不合適的方向,並且強度逐漸變化,從而導致運動畫面中的顏色漂移,眼睛看來就成為拖影的一部分。這是VA面板為了解決視角問題必須的。並且,錐形的電極佔據了一部分空間,在亮螢幕的時候,一部分分子也不偏轉,形成暗區,因而螢幕的均勻度也會受到影響。

    IPS面板的聰明之處在於不預先給液晶分子定向成為透光模式,而是定向成為不透光的模式,那樣透光的多少就透過與液晶分子定向方向垂直的電極決定,電壓越高,扭轉的分子就越多,從而實現光線的精確控制。它只控制IPS面板液晶的一個偏轉角度,並且偏轉分子的數量能夠與電壓接近正比例,從而面板的層次控制更容易實現。 為了擴大視角,液晶分子的基本模組就是V形的,而且因為液晶分子更好被控制,從而能夠實現更為細膩的畫面控制。並且液晶分子與面板平行,光線容易被控制在面板內部,因而漏光情況更少。在運動畫面中,它能夠表現更好,實現更好的對比度,IPS面板暗部控拙更好,VA卻有不可控的漏光,所以IPS面板在暗部層次方面要大大好於VA面板。這也是討好眼睛的設計,人眼對暗部層次更敏感,因而在對比動態畫面的過程中,眼睛看IPS會更舒服。

    我們通常在展示IPS和VA之間差異的時候,透過敲擊螢幕來判斷,VA面板經過敲擊之後往往更容易出現顏色異常。這是由兩種面板的液晶分子排列差異決定的,VA面板是透過液晶分子偏轉和扭轉實現透光,而在敲擊的時候,垂直定向的液晶分子會像擠壓的兩邊偏轉和扭轉,從而實現透光。水平定向的IPS面板,在敲擊的時候,液晶分子的偏轉數量要少得多,所以對螢幕影響沒有那麼大,這就是兩者在敲擊之後呈現如此大差異的根本原因。雖然實際操作的可能效能比較低,如果不能透過上文的差異發現IPS面板和VA的差異,可以湊近面板看畫素的差異。IPS面板是V字型排列,而VA面板如同魚鱗狀排列,畫素之間更緊密,這個形狀就是液晶分子定向和電極的形狀。

    權威家電調研機構奧維諮詢首次釋出了軟硬屏液晶電視銷售的一組資料:儘管IPS硬屏液晶電視要比VA軟屏液晶電視市場售價高15%左右,但今年一季度,IPS硬屏液晶電視的銷量增幅高達27.5%,遠高於VA軟屏。

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