液晶顯示器工作原理——VA

1、液晶顯示器工作原理一VA全球質(zhì)量管理中心QE部2010年8月5日The Creative Life創(chuàng)意感動生活目錄VA液晶顯示器簡介VA液晶顯示器構(gòu)造VA液晶顯示器工作原理VA液晶顯示器特性The Creative Life創(chuàng)意惑動生活3VA-LCD屏介鄉(xiāng)vertical alignment liquid crystal display : VA-LCD 垂直配向型液晶顯示器主要生產(chǎn)廠商：三星，友達(dá)，奇美，F(xiàn)uijtsu,愛普生。VA型液晶而板在目前的顯示器產(chǎn)品屮應(yīng)用較為廣泛，16.7 M色彩和大可視角度是它最為明 顯的技術(shù)特點，目前VA型面板主耍分為兩種，一種為MVA型，另外一種為PVA型。

2、MVA （MULTI-DOMAIN VERTICALalignMENT,多區(qū)域垂直配向型）技術(shù)，原理是增加突出物來形成多個可視區(qū)域。液晶分子在靜態(tài)的時候并不是完全垂直排列，在施加電壓后液晶 分子成水平排列，這樣光便可以通過各層。MVA技術(shù)將可視角度提高到160度以上，并且提供 比IPS和TN+FILM更短的響應(yīng)時間。這項技術(shù)是富士通公司開發(fā)的，目前我國臺灣的奇美、友 達(dá)光電等而板廠都有獲得授權(quán)使用。PVA （Patterned Vertical Alignment）是三星推出的一種面板類型，是一種圖像垂 直調(diào)整技術(shù)，該技術(shù)直接改變液晶單元結(jié)構(gòu)，讓顯示效能大幅提升可以獲得優(yōu)/MVA的亮 度輸岀和

3、對比度（實際上它跟MVA極其相似，可以說是MVA的一種變形。PVA采用透明的 ITO電極代替MVA屮的液晶層凸起物，透明電極可以獲得更好的開口率，最大限度減少背 光源的浪費(fèi)）。此外在這兩種類型基礎(chǔ)上又延出改進(jìn)型S-PVA和P-MVA兩種而板類型，在 技術(shù)發(fā)展上更趨向上，可視角度可達(dá)170度，響應(yīng)時間被控制在20毫秒以內(nèi)（采用 Overdrived速達(dá)到8ms GTG）,而對比度可輕易超過700:1的高水準(zhǔn)，三星白產(chǎn)品牌的大 部份產(chǎn)品都為PVA液晶而板。The Creative Life創(chuàng)意感動生活TCL工作原理液晶的電特性 介電系數(shù)表示材料被外部電場極化率的大小，介電系數(shù)立=8 2-8 ,Ei

4、由于介系數(shù)的不同，造成液晶分子會隨著電場的方向而改變，因而可通過改變電場的方向和大小來控制液晶分子的排列方向。當(dāng)立0時，稱為正極性液晶，其特性為：當(dāng)有外加電場時，液晶的長軸方向趨向電場方向平行;當(dāng)立0時，稱為負(fù)極性液晶，艾特性為：當(dāng)有外加電場時，液晶的長軸方向趨向:電場方向垂直;目前VA屏主要使用負(fù)極性液晶o液晶分子垂直于上下基板，夾入兩電極基板之間，制成液晶盒，上下偏振片相 互垂直；背光模組產(chǎn)生的光線經(jīng)下偏光片變成線偏振光，入射到液晶盒內(nèi)，未被扭曲， 不能通過上偏光片，不透光。當(dāng)兩電極之間加上一定的電壓時，液晶分子轉(zhuǎn)動，趨向于基板成平行，使光線 并通過上玻璃基板外的上偏光片（垂直于下偏光片）

5、，透光；，當(dāng)入射光到液晶盒 內(nèi)的產(chǎn)生的偏振光，The Creative Life創(chuàng)意感動生活TCLVA-LCD特性VA-LCD的優(yōu)缺點:優(yōu)點：廣視角設(shè)計（高達(dá)178度/178度），灰階響就時間快（過驅(qū)動）,色彩豐富，亮點率較低;缺點：功耗較高，價格偏高。廣視角設(shè)計LCD為利用液晶旋轉(zhuǎn)控制光線，造成先天視角狹小的缺點，在面對大型化LCD熒幕時，廣視角的問題隨之顯著。以往最方便的方法是貼上廣視角膜，但廣視角膜 是口本富士通一家所獨(dú)占材料，成本不便宜，因此各LCD廣研發(fā)以新液晶材料及新 的結(jié)構(gòu)，改良液晶配向提升視角。下面介紹下MVA及PVA廣視角技術(shù)原理分析：The Creative Life創(chuàng)意感

6、動生活8TCLVA-LCD特性The Creative Life創(chuàng)意惑動生活9TCLVA-LCD特性廣視角和窄視角的差異廣視角窄視角（視角偏離畫面不會大幅失真）（視角一但偏離畫面效果就大打折扣）The Creative Life創(chuàng)意惑動生活10TCLVA-LCD特性MVA廣視角技術(shù)原理分析凸起物使液晶本身產(chǎn)生一個 預(yù)傾角。這個凸起物頂角的 角度越大，則分子長軸的傾 斜度就越小。早期的MVA模式 液晶凸起物只在一側(cè)，后期 的MVA凸起物則在上下兩端。The Creative Life創(chuàng)意惑動生活11VA-LCD特性 - - The Creative Life創(chuàng)意惑動生活#TCLVA-LCD特性T

7、he Creative Life創(chuàng)意惑動生活#TCLVA-LCD特性 - - * -MVA廣視角技術(shù)原理分析未加電時，液晶分子長軸垂直于熒幕，只有在近凸起物電極的液晶分子略有傾斜，光線 此時無法穿過上下兩片偏光板。 當(dāng)施加電壓讓液晶分子改變成水 平以讓背光通過則更為快速，凸 起物附近的液晶分子迅速帶動其 它液晶轉(zhuǎn)動到垂直于凸起物表面 狀態(tài)，即分子長軸傾斜于熒幕， 透射率上升從而實現(xiàn)調(diào)製光線， 讓視野角度更為寬廣PVA廣視角技術(shù)PVA廣視角技術(shù)同樣屬冋A技術(shù)的范疇，實際上它跟MVA極貝相似，可以說是MVA的一種 變形。采用透明的ITO層代替MVA屮的凸起物，ITO不再是一個完整的薄膜，而是被光刻

8、了一道道 的縫，上卜兩層的縫并不對應(yīng)，從剖而上看，上卜兩端的電極正好依次錯開，平行的電極Z間 也恰好形成一個傾斜的電場來調(diào)制光線。透明電極可以獲得更好的開口率，最大限度減少背 光源的浪費(fèi)。AuurAny斷電（屏黑：暗）通電（屏幕：亮、The Creative Life創(chuàng)意惑動生活13TCLVA-LCD特性O(shè)verdrive過驅(qū)動技術(shù)（加快GTG響應(yīng)時間）如下圖所示，在下方的藍(lán)色曲線表示正常情況液晶分子加電壓后的反應(yīng)過程，相應(yīng)的電壓 情況山下面的黑色直線表示，我們看到從施加電壓后液晶分子并不是穩(wěn)定的過程。而紫色的線 則表示液晶追求的理想響應(yīng)。Overdrive過驅(qū)動技術(shù)是在初始階段下施加比一般狀

9、態(tài)更高的激 勵電壓，紅色部分的電壓，我們可以看到下圖屮的綠線，為了讓液晶分子達(dá)到更快的反應(yīng)速度, 待到液晶分子方向接近于目標(biāo)方向時，激勵電壓恢復(fù)目標(biāo)灰階水平。從而改善了GTG （Gray to色彩豐富：VA屏為8bit屏，可顯示256種紅色、256種綠色、256種藍(lán)色，相互疊加獲得最大發(fā)色數(shù)為1670萬色亮點率較低：MVA與PVA都屬于NB （常暗）模式液晶顯示器，在TFT受損壞而未能受電時，該像素呈現(xiàn)暗態(tài)。這種模式大大降低了液晶面板出現(xiàn)“亮點”的可能性。其缺點是功耗較高前面我們已介紹其工作原理，因VA屏是通過其折射的方式使其光線通過，造成部分反射與折射光線沒有被利用，使其在同等顯示亮度下功耗增加。The Creative Life創(chuàng)意感動生活TCLVA-LCD特性VA與Z前介紹的TN屏都屬于“軟”屏。 是因為屏“軟”，由圖可知，因為液晶結(jié)構(gòu),