显示与成像技术-第一部显示第三章3_液晶广角技术.ppt

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1、LCD宽视角化技术的进展导致视角狭窄的根本原因LCD拥有众多优点，但视角有个向异性和范围较小的弱点。离开垂直显示板法向，对比度下降。因此宽视角技术一直是液晶显示的重要研究课题。液晶的视角问题是由液晶本身的工作原理决定的。入射光线与液晶长轴的夹角越小，双折射越小；反之越大。偏离液晶屏法线方向的入射光线与液晶分子长轴夹角不同，造成不同视角下有效光程差不同。液晶盒的最佳光程差是按垂直入射光线设计的。故视角越大，最小透过率增加。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

2、，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。在B处正视屏幕看到的是正常的中灰阶画面，而在A或者C处看到的却是高灰阶和低灰阶，这样所看到的画面其灰阶也随观看角度不同而渐变。从上面的视角特性图我们可以看出，TN模式液晶的视角特性很不均匀，其垂直方向视角远比水平视角要差，而且在屏幕下方较大的角度范围内都会看到灰阶逆转。（一）相差膜补偿法在液晶面上加贴一片一定数值的相位差膜以改善视角特性的方法。TN＋Film广视角技术被广泛应用于主流液晶显示器补偿膜并不只贴在液晶面板表面侧，而是液晶

3、盒的两侧。当光线从下方穿过补偿薄膜后便有了负的相位延迟（因为补偿薄膜△n＜0）,进入液晶盒之后由于液晶分子的作用，在到液晶盒中间的时候，负相位延迟给正延迟抵消为0。当光线继续向上进行又因为受到上部分液晶分子的作用而在穿出液晶盒的时候有了正的相位延迟，当光线穿过上层补偿薄膜后，相位延迟刚好又被抵消为0。这样用精确的补偿薄膜配合TN模式液晶可以取得很好的改善视角效果。（一）相差膜补偿法（1）由于TN模式液晶显示器在加电后呈暗态，未加电时呈亮态，因此它属于NW（NormalWhite常亮）模式液晶。当由于各种因素造成某些像素上的TFT（薄膜晶体管）损坏时，电压

4、就无法加到该像素上，这样该像素上的液晶分子无法得到扭转的动力，在任何情况下光线都将穿透液晶盒两端的偏振片使该像素永远处于亮态，这就是我们常说的亮点。TN＋Film模式的广视角技术没有对此进行任何改进，所以仍然存在亮点较多的问题。（2）应用TN＋Film广视角技术的液晶显示器除了在视角上比普通TN液晶显示器有所进步之外，TN模式液晶的其他缺点如响应时间长、开口率低、最大色彩数少等等也毫无遗漏地继承了下来。相差膜补偿法的局限性（二）多畴TN针对TN模式液晶显示器对某一特定视角的依存性特性，采用多组长轴方向不同的液晶分子来合成一个像素，这样用不同朝向的液晶分子

5、来补偿不同方向的视角，精确地设计好它们之间的排列，其合成的视角也可以达到比较理想的效果。双畴模式的原理图，畴A和畴B的液晶分子取向正好相反，这样可以解决好水平或者垂直方向的视角问题多畴结构的特点多畴结构需要多次摩擦和光刻，工艺十分复杂。理论上单个像素的液晶分子包含的畴越多，合成的视角特性越好，但畴数大约4以后性能提高并不多。多畴TN-LCD在高端LCD中获得了应用，双畴结构的视角达到了±60度。但在不牺牲亮度的情况下，获得较高对比度有困难。（五）OCB（OpticallyCompensatedBend/OpticalCompensatedBirefrin

6、gence，光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）广视角技术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模式的液晶可以实现不错的可视角度，而且视角均匀性非常好。如图，在不同的方位也不会出现TN模式固有的灰阶逆转现象。OCB模式工作于液晶分子的双折射现象在无电场条件下，透过光也会产生光程差，所以要加一层双轴光学补偿膜，以抵消这个光程差。盒内液晶分子不扭曲，只是在一个平面内弯曲排列。液晶分子排列是上下对称的，这样由下面液晶分子双折射性导致的相位偏差正好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，相对其他配向分割

7、模式，OCB的制造工艺更简单一些。优点：OCB模式在常态下（无电场）也显示暗态，属于“常黑”模式液晶，因此OCB出现“亮点”的几率也不高。OCB还原的黑色特别纯。OCB最大的特点就是响应速度快，即使是响应时间也不会超过10ms，目前已经有1ms到5ms的产品。缺点：1.对三种单色光的透过率不一样。2.透射由于OCB模式在无电场情况下分子是平行于Panel的，这样为了实现液晶分子的弯曲排列，每次开机都需要一定的预置时间来让液晶分子扭动到合适位置之后才能正常工作。（六）平面控制模式（IPS－mode)IPS（InPlaneSwitching）模式的广视角技术

8、是在液晶分子长轴取向上做文章，应用IPS广视角技术的液晶显示让观察者任何时候都只