MVA(多畴垂直取向)广视角技术的原理分析

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MVA(多畴垂直取向)广视角技术的原理分析

MVA(多畴垂直取向)广视角技术
顾名思义,MVA(Multi-domain Vertical Alignment)模式的液晶显示器,其液晶分子长轴在未加电时不像TN模式那样平行於萤幕,而是垂直於萤幕,并且每个图元都是由多个这种垂直取向的液晶分子畴组成。当电压加到液晶上时,液晶分子便倒向不同的方向。这样从不同的角度观察萤幕都可以获得相应方向的补偿,也就改善了可视角度。

在未进行光学补偿的前提下,MVA模式对视角的改善仅限上下左右四个方向,而其他方位角视角仍然不理想。如果采用双轴性光学薄膜补偿,将会得到比较理想的视角。

尽管在某个特殊方位以很大的角度观察萤幕还可能会看到灰阶逆转的现象,但总的来说,MVA广视角模式已经很大程度解决了TN模式的这一痼疾。由於这种模式的液晶显示器在未受电时,萤幕显示是黑色,所以又叫做NB(Normal Black,常黑)模式液晶显示器,这种方式有个最大好处就是当TFT损坏时,该图元则永远呈暗态,也就是我们常说的"暗点"。虽然它也属於"坏点",不过相对TN模式上常见的"亮点"来说,"暗点"要更难发现,也就是说对画面影响更小,用户也较容易接受。

MVA模式由於液晶分子的运动幅度没有TN模式那麽大,相对来说加电後液晶分子要转动到预定的位置会更快一些,而且在*近电极斜面的液晶分子在受电时会迅速转动,带动离电极更远的液晶分子运动。因此改变液晶分子的排列後的MVA广视角技术有利於提高液晶的回应速度。

液晶分子垂直取向意味着Panel两端的液晶分子无需平行于Panel排列,也就是说MVA在制造上不再需要摩擦处理,提高了生产效率。配合光学补偿膜後的MVA模式液晶显示器正面对比度可以做得非常好,即使要达到1000:1也并不难。遗憾的是MVA液晶会随视角的增加而出现颜色变淡的现象,如果以色差变化来定义可视角度的话,MVA模式会比较吃亏,但总的来说它对於传统的TN模式还是改进比较大。

MVA模式并不是完美的广视角技术。它特殊的电极排列让电场强度并不均匀,如果电场强度不够的话,会造成灰阶显示不正确。因此需要把驱动电压增加到13.5V,以便精确控制液晶分子的转动。另外由於它的液晶分子排列完全不同于传统的TN模式,在灌入液晶时如果采用传统工艺,所需要的时间会大大增加,因此现在普遍应用一种叫ODF的高速灌入工艺,因此综合来看,相对传统的TN模式液晶,MVA的成本有所提高。

MVA广视角技术原理分析
TN模式液晶显示器视角狭窄的主要原因是液晶分子在运动时长轴指向变化太大,让观察者看到的分子长轴在萤幕的"投影"长短有明显差距,在某些角度看到的是液晶长轴,某些角度则看到短轴。VA模式则可改善这种液晶工作时长轴变化的幅度,VA即Vertical Alignment(垂直取向)。

如图,它依*叫做Protrusion的屋脊状凸起物来使液晶本身产生一个预倾角(Pre-tilt Angle)。这个凸起物顶角的角度越大,则分子长轴的倾斜度就越小。早期的VA模式液晶凸起物只在一侧,後期的MVA凸起物则在上下两端。

如图是一种双畴VA模式液晶。未加电时,液晶分子长轴垂直於萤幕,只有在*近凸起物电极的液晶分子略有倾斜,光线此时无法穿过上下两片偏光板。当加电後,凸起物附近的液晶分子迅速带动其他液晶转动到垂直於凸起物表面状态,即分子长轴倾斜於萤幕,透射率上升从而实现调制光线。在这种双畴模式中相邻的畴分子状态正好对称,长轴指向不同的方向,VA模式就是利用这种不同的分子长轴指向来实现光学补偿。如图,在B处看到的是中灰阶,在A和C处能同时看到的高灰阶和低灰阶,混色後正好是中灰阶。

当把双畴模式液晶中的直条三角棱状凸起物改成90°来回曲折的三角棱状凸起物後(如图),液晶分子就可巧妙分成四个畴,也即多畴模式。四畴模式液晶在受电後,A、B、C、D各畴的液晶分子分朝四个方向转动,这就对液晶显示器的上下左右视角都同时补偿,因此MVA模式的液晶显示器在这四个方向都有不错的视角。基於这样的补偿原理,可以更改凸起物的形状,用更多不同方向的液晶畴来补偿任意视角可以取得很好效果。

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