顯示器 小知識 – 什麼是 TN、VA、IPS?

顯示器 面板三雄

在購買液晶螢幕時,常見廠商標榜自家商品採用IPS或是VA面板;其 TN / VA / IPS,指得是液晶分子的種類;液晶材料的特性不同,其驅動方式與色彩表現也跟著大異其趣,以下鍵盤小妹就簡單介紹三種面板技術原理給大家,希望能幫助各位在選購 顯示器 時,能夠有更明確的方向。

TN扭曲向列型液晶

TN 全名 Twisted Nematic,是常見的液晶驅動方式,平時TN液晶分子平躺,以螺旋方式排列,此時映入眼簾的是亮態;當TFT被施加電壓之後,依據電壓大小,液晶隨之漸漸站直,此時影像則呈現暗態。又由於螺旋狀排列結構有順時針與逆時針的差異,因此上下視角的光學表現,隨角度在視覺上可說大不相同,因此TN-TFT之缺點是在非正視時的色偏相對嚴重、對比度較小,顏色因此失真;這也是TN技術最為人所詬病之處。

為了解決廣角失真的問題,日本光學大廠富士軟片(FujiFilm),研發出專利補償膜(film),改善了TN面板可視角度不足的致命傷。目前市面上的TN系螢幕,大多標榜「垂直可視角度170度、水平可視角度160度」,這便是採用了富士軟片的補償膜專利。TN系顯示器最大的優勢在於反應速度最快,因此對於有電競需求的玩家來說,算是相當適合其用途的一種選擇。

↑ TN液晶分子作動示意圖。(來源︰Eizo Japan)

 

VA 垂直排列技術

Vertical Alignment縮寫成VA,如同其字面意義,採用VA技術的液晶分子遵守「垂直式排列」;與TN液晶採取螺旋式排列迥然不同。VA技術下的液晶分子,在不加電壓的情況下,液晶分子站直,此時為暗態;施加電壓之後,液晶分子往四面八方倒下,此時為亮態。VA液晶在成本上,相對TN較高;但在大視角下的色偏失真與對比度,VA液晶壓倒性地擊倒了TN液晶。另一方面,在不考慮功耗因素前提下,VA面板只要在設計時將開口率降低,加強背光模組發光能力(越亮越耗電),則VA面板的色偏會達到一個很低的境界。因此,採用了VA液晶技術即屬於廣視角面板;VA面板同樣在正視時的對比度最高,圖形邊緣銳利與黑白分明的色階對比,是最引人目光的殺手鐗,向來有黑湛屏的美譽。

 ↑ VA液晶分子作動示意圖。(來源︰Eizo Japan)

 

IPS平面轉換技術

日立(Hitachi)在2001年時,研發出”Super TFT”技術,也就是我們現在常說得IPS (In-Plane Switching,平面轉換)。IPS面板最大的特色在於液晶分子的兩極都在同一個二維平面上,不像TN或是VA在三維空間中立體排列。由於IPS電極都在同一個平面上,因此不管在哪一種狀態下,液晶分子始終都與螢幕平行。

然而,這樣的作動原理,卻會使得開口率降低、透光率減少;是以IPS相較TN與VA面板,在實務設計上需要更強的背光燈源加以支援。換言之,這是三者當中,最為耗能的一種發色技術。

不過,撇開耗能不論,由於IPS液晶分子在作動時,始終保持二維平躺的特性;因此IPS面板的優勢是可視角度高,同時大視角下的色偏失真與飽和度,在三種液晶技術中最為優異,不需額外調校優化,就能有水準以上的色彩表現。

然而,相較於VA系面板,IPS最大弊病是黑色純度不夠、漏光問題嚴重、面板容易發生左右亮度不均的情況;因此,需要仰賴光學膜來補償實現更好的黑色。

↑ IPS液晶分子作動示意圖。(來源︰Eizo Japan)

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