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浅谈液晶软屏和硬屏技术

2020-11-07

在过去的10年里,宽视LCD技术完全分为两种类型:垂直取向的软屏和水平取向的硬屏。PSVA、HVA(CSOT)、UV2A(夏普)都属于软屏VA技术,而水平对准硬屏技术则以FFS、ADS(京东方)、IPS(LG)、PLS(三星)、AHVA(友达)为代表。


除京东方、LG等传统硬屏LCD厂商外,其他软屏LCD厂商均在研发生产硬屏LCD产品。硬屏技术已经成为整个LCD市场的绝对主流。

在显示面板的市场占有率上,为什么FFS/ADS类的水平硬屏技术比VA型垂直定向的软屏技术更强大?它还从FFS/ADS和VA课程的技术利弊开始。从制造成本、视场角度、响应时间、画质、色彩均匀性、刷新率等方面进行了以下比较。

1.在制造成本方面。

PSVA是传统VA技术在液晶对准方面的一种变体。与只能通过摩擦或偏振紫外光照射才能实现对准的FFS水平对准技术相比,PSVA在液晶材料成本和工艺成本上都有相当大的提高。

2.视角。

VA垂直对准技术采用4畴像素电极,通过四个方向翻转液晶分子实现视场角的自赎回。侧视亮度和对比度衰减优于TN等共视LCD技术,但色偏仍然不足,补偿膜的使用仍不容乐观。8畴设计通过在一个像素内的两个4畴分区上施加不同的电压来提高液晶分子的分散度,可以改善色差,但与无补偿膜的FFS水平排列LCD相比仍有相当大的差距。FFS/ADS水平对准技术的基因决定了它在视角上的先天优势,不使用补偿膜,VA的侧视显示效果可以远高于VA。

3.响应时间。

PSVA采用“聚合物稳定”的方法实现对准,液晶分子的初始排列方向相对于电场方向的倾斜度很小,大部分液晶分子在驱动过程中需要旋转近90度。不过,FFS/ADS水平对准技术的液晶分子倾斜角度与电场方向相比一般在5度以上,在驱动过程中只需要旋转80度以上,大部分液晶分子在驱动过程中不需要旋转到极限角度。FFS水平对准LCD的响应时间明显优于PSVA LCD。

4.画质。

从像素结构可以看出,VA的另一大缺点是Vcom位于CF侧,距离像素电极太远,导致存储电容不足,因此需要在TFT上额外设置一些Vcom布线来增加存储电容,进而占用宝贵的像素开口区,最终影响透过率。在高分辨率8K产品上,像素开口面积已经不足,必须设置的额外存储电容进一步降低了透过率。存储电容的不足也很容易出现画面闪烁的问题。

5.颜色均匀性。

VA技术由于其驱动状态对液晶分子分散不足,红、绿、蓝三色在不同灰度级下的光效变化范围相差较大,红、绿、蓝三色灰度曲线(Gamma)只能单独调制,除了增加设计和制造过程中的难度和成本外,还会放大背光亮度、间隙等原因造成的色差,进而影响亮度和色彩均匀性。

6.刷新率。

高刷新率的主要阈值是足够的存储电容和足够的充电。VA技术的存储电容已经太小,高分辨率将大大缩短充电时间。对于VA技术来说,在制作高刷新率的产品时,需要不断权衡各种权衡,很容易陷入死循环。各项指标综合展示:简单来说就是VA类前面90分,侧面不及格;FFS/ADS 360度没有死角。

总之,FFS水平对准硬屏以其制造成本低、视场宽、响应时间快、画质极佳、色彩均匀、刷新率高等优点成为TFT-LCD的绝对主流显示模式。具有多重优势的硬屏技术也成为LCD技术的终极选择。

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