各类液晶显示器面板技术特点整理

前言：本文纯粹本人最近段时间为了追求更好的显示体验，关注显示器比较多，故将当下最流行的晶显示器面板的效果、技术特点整理于此，供自己以后参考之用，若觉得对各位有价值更好，没有价值就直接忽略本文吧~~

1.TN面板

TN全称为Twisted Nematic(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中被广泛使用。目前我们看到的TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，目前改良的TN面板的可视角度都达到160°，当然这是厂商在对比度为10:1的情况下测得的极限值，实际上在对比度下降到100:1时图像已经出现失真甚至偏色。

　　作为6Bit的面板，TN面板只能显示红/绿/蓝各64色，最大实际色彩仅有262.144种，通过“抖动”技术可以使其获得超过1600万种色彩的表现能力，只能够显示0到252灰阶的三原色，所以最后得到的色彩显示数信息是16.2 M色，而不是我们通常所说的真彩色16.7M色；加上TN面板提高对比度的难度较大，直接暴露出来的问题就是色彩单薄，还原能力差，过渡不自然。

TN面板的优点是由于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品基本采用的是TN面板。另外三星还开发出一种B-TN(Best-TN)面板，它其实是TN面板的一种改良型，主要为了平衡TN面板高速响应必须牺牲画质的矛盾。同时对比度可达700:1，已经可以和MVA或者早期PVA的面板相接近了。台湾很多面板厂商生产TN面板，TN面板属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，另外仔细看屏幕大致是这样的：

2. VA类面板

VA类面板是现在高端液晶应用较多的面板类型，属于广视角面板。和TN面板相比，原生8bit的面板可以提供16.7M色彩和大可视角度是该类面板定位高端的资本，但是价格也相对TN面板要昂贵一些。VA类面板又可分为由富士通主导的MVA面板和由三星开发的PVA面板，其中后者是前者的继承和改良。VA类面板的正面(正视)对比度最高，但是屏幕的均匀度不够好，往往会发生颜色漂移。锐利的文本是它的杀手锏，黑白对比度相当高。
富士通的MVA技术(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向技术)可以说是最早出现的广视角液晶面板技术。该类面板可以提供更大的可视角度，通常可达到170°。通过技术授权，台湾的奇美电子(奇晶光电)、友达光电等面板企业均采用了这项面板技术。改良后的P-MVA类面板可视角度可达接近水平的178°，并且灰阶响应时间可以达到8ms以下

　　三星Samsung电子的PVA(Patterned Vertical Alignment)技术同样属于VA技术的范畴，它是MVA技术的继承者和发展者。其综合素质已经全面超过后者，而改良型的S-PVA已经可以和P-MVA并驾齐驱，获得极宽的可视角度和越来越快的响应时间。PVA采用透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸起物，透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性，在液晶电视时代的地位就相当于显象管电视时代的“珑管”。三星主推的PVA模式广视角技术，由于其强大的产能和稳定的质量控制体系，被日美厂商广泛采用。目前PVA技术广泛应用于中高端液晶显示器或者液晶电视中。VA类面板也属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，仔细看屏幕大致是这样的：

3.IPS面板

　IPS(In-Plane Switching，平面转换)技术是日立公司于2001推出的液晶面板技术，俗称“Super TFT”。IPS阵营以日立为首，聚拢了LG-飞利浦、瀚宇彩晶、IDTech(奇美电子与日本IBM的合资公司)等一批厂商，不过在市场能看到得型号不是很多。IPS面板最大的特点就是它的两极都在同一个面上，而不象其它液晶模式的电极是在上下两面，立体排列。由于电极在同一平面上，不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行，会使开口率降低，减少透光率，所以IPS应用在LCD TV上会需要更多的背光灯。此外还有一种S-IPS面板属于IPS的改良型。

　　IPS面板的优势是可视角度高、响应速度快，色彩还原准确，价格便宜。不过缺点是漏光问题比较严重，黑色纯度不够，要比PVA稍差，因此需要依靠光学膜的补偿来实现更好的黑色。目前IPS面板主要由LG-飞利浦生产。和其他类型的面板相比，IPS面板的屏幕较为“硬”，用手轻轻划一下不容易出现水纹样变形，因此又有硬屏之称。仔细看屏幕时，如果看到是方向朝左的鱼鳞状象素，加上硬屏的话，那么就可以确定是IPS面板了。

　　由于IPS面板经历了多年的发展，流派品种很多，这里对IPS面板后来改进后的分支作分别介绍：

日系IPS分支：

最早IPS技术从日立公司发展而来，因此日系的IPS路线可以看作是一种比较正统的路线，如下图：

(1)S-IPS：

　S-IPS是针对IPS存在的一些技术问题研发出来的。它改变了液晶分子的排列和电极的分布，当不施加电压时，液晶不会旋转，光线无法通过;而当施加电压后，液晶分子会旋转到垂直角度，光线此时即可通过。这种将液晶分子改成水平旋转切换是通过背光的方式，在不额外增加补偿的情况下，能将可视角度大幅度提高。

　　然而在S-IPS时代，日立却转让了S-IPS技术基础给LG。针对原本S-IPS的视角、对比度和大角度下发紫等问题进行了修正，同时大幅度提高了响应时间，减小了色彩漂移，提升了色彩还原度，LG最终创造了H-IPS。IPS屏幕也开始了韩系这一分支。韩系分支稍后会作介绍。

(2)AS-IPS

　　AS-IPS（Advanced Super IPS）虽然在日立IPS演进图占据一席之地，然而使用它的设备屈指可数，甚至这个名字是由NEC 20WGX2专业显示器宣传中出现的，拥有小于5ms响应时间与1600:1动态对比度，即使在今天也很出色。这块出色的液晶面板目前只能在三菱、NEC、日立等天价显示器中可以看到。目前LGD也生产AS-IPS屏幕，也有说法是LG将AS-IPS使用在了自家高端液晶电视上，总之，该技术离消费者相对较远。

(3)IPS-Pro

　　第四代IPS PRO面板在AS-IPS面板的基础上引入了新技术来改善某些特定角度的灰阶逆转现象，加强了面板的响应时间，常常被认为是最强大的液晶面板类型，在子像素外形上已经没有了鱼鳞状排列。主要出现在松下的液晶电视上，如WT5、DT5、ET5等松下液晶电视上都采用了IPS-PRO液晶面板。

韩系IPS分支：

(1)H-IPS/E-IPS

　　韩系IPS分支以LG为代表，自S-IPS以来，先后开发了H-IPS与E-IPS。后者实际上是前者的经济版、超级简化版，E-IPS拥有178度广视角、面板无压痕、颜色更锐丽、图像无拖尾的特点。E-IPS不仅拥有IPS的所有优点，而且响应速度更快，显示效果更好。

(2)AH-IPS

　　最新的AH-IPS（Advanced High Performance In-Plane Switching），即“高分辨率硬屏”，它是由LG Display公司研发的应用于智能手机的高端LCD技术。该技术以高色彩准确度、高分辨率和良好的节能特性而著称。采用AH-IPS的智能手机在以色彩准确度(Color Accuracy)和色彩均一性为主的色度特性方面占据全面优势。AH-IPS显示的图像更加清晰自然，在一般光照下的色彩对比度(Contrast)、清晰度(Sharpness)、可读性等方面以及整体画质上表现尤为突出。作为高端LCD技术，AH-IPS不仅获得了业界专家的肯定，而且也正在走入消费者的视野。但在事实上显示效果上没有很大提升，也许可以被认为是E-IPS的色彩、对比度、能耗的小升级版。除此之外还有UH-IPS、S-IPS2等面板，在画面上和H-IPS有着相似的，仅在很少的电脑显示器上可见。

(3)P-IPS

　　P-IPS(Professional IPS)是LG在得到NEC转让的IPS专利以后，开发出来的新产品，最主要的特征就是10bit，支持30bit的色深，有更好的表现能力，目前主要出现在旗舰级别的产品上，比如NEC PA301使用的LM300WQ5-SLA1就是LG在2010年以后生产的首款P-IPS产品，另外还有大名鼎鼎的华硕PA246QA，这项技术比较小众，一般都出现在高端专业级显示器上。

从上图对比之前的E-IPS/H-IPS/S-IPS液晶排列图可以看出，P-IPS应该与H-IPS、E-IPS是同一系列的。

综上可见，日立系的IPS面板进化远比LGD方面要来得重大而提升明显，不过目前占据显示市场着主要是LG系的IPS面板。

4.CPA面板(ASV面板)

　　CPA(Continuous Pinwheel Alignment,连续焰火状排列)模式广视角技术(软屏)，CPA模式广视角技术严格来说也属于VA阵营的一员，各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。由于像素电极上的电场是连续变化的，所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式。而CPA则由“液晶之父”夏普主推，这里需要注意的是夏普一向所宣传的ASV其实并不是指某一种特定的广视角技术，它把所采用过TN+Film、VA、CPA广视角技术的产品统称为ASV。其实只有CPA模式才是夏普自己创导的广视角技术，该模式的产品与MVA和PVA基本相当。也就是说，夏普品牌的LCD电视未必就是采用夏普自己生产的CPA模式液晶面板，它有可能采用台湾厂家的VA模式面板或者其他厂家的液晶面板。夏普的CPA面板色彩还原真实、可视角度优秀、图像细腻，价格比较贵，并且夏普很少向其他厂商出售CPA面板。CPA面板也属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，仔细看屏幕大致是这样的：

5.PLS面板

　　PLS(Plane-To-Line Switching)是三星推出的一种面板，从像素排列上看，和E-IPS非常类似，而实际上呢，三星并没有给出很详细的资料说明这到底是什么玩意，这个问题找了一篇文章，专门分析了PLS面板：http://www.digitalversus.com/samsung-s27a850-monitor-samsung-does-ips-calls-it-super-pls-n19651.html，文中分析结论是PLS面板可以看作是三星自己的IPS实现方案，换句话说，PLS只是IPS技术的另一种实现方法，而具体的技术规范与IPS没有本质区别。所以严格的说PLS应该列入上面的IPS大类中，不过韩国厂商喜欢玩概念，这个概念当年炒作出来不知道忽悠了多少消费者。

总之对PLS做个总结如下：

a) 三星确实不生产IPS（IPS是LG的专利）屏幕，但是IPS标准是对外开放的，而三星的PLS屏是符合IPS标准的。事实上PLS是三星逆向工程的又一个典范。

b) PLS比IPS有更大的可视角度

c) 对比度IPS完胜PLS，但是中间的差别是微乎其微的，凭肉眼几乎无法分辨。

d) 响应时间：因为不同的测试者测出了矛盾的结果，因此我们也无法判断。但两者的差别应该是微乎其微的。

e) 动态残像：两种屏幕均会产生动态残像，但是根据DigitalVersus的测试结果，IPS的残像问题更加严重。事实上DigitalVersus认为，基于IPS的DELL U2711H显示器只适合与文档编辑与观看视频，但是不适合处理游戏等需要高速刷新屏幕的应用。 而PLS屏幕只在高速模式下会产生残像。

结论：

上面是目前市面上见的比较多的面板的资料，接下来作个总结：

目前TN几乎毫不夸张的说没有神秘感可言。大部分面板商都可以生产。想必大家也都了解的，我也不多说了。

在广视角面板上，夏普的CPA(又或者说ASV面板)严格意义上来讲，本质上依然属于VA的范畴，且该面板多用于液晶电视，不在过多讨论。

MVA面板在技术上落后PVA，属于早期的广视角技术了

目前在广视角液晶面板上PVA和IPS可以说是针锋相对的

其中PVA在液晶电视的市场份额上比IPS高，主要原因可能是因为液晶电视市场中PVA阵营里有SONY,SAMSUNG等传统电视厂商巨头的推波助澜。

而IPS在液晶显示器的市场份额上比PVA高，主要原因可能是DELL和AOC之类的厂商大量采购了LG display的面板并低价推向市场。

P-IPS主要侧重于色彩的表现能力，而AH-IPS则走向另外一个方向，主要体现在高分辨率，高亮以及低能耗方面。

下面谈谈面板的背光问题：

　　背光模块中的冷阴极荧光管(CCFL)是所有颜色的源泉，按理说它发出的因该是像太阳一样的白光，但遗憾的是CCFL能够产生的白光只能算是“类白光”，或者说不够白。 

　　既然找到了色域过窄的原因，那么只需对症下药就可以达到事半功倍的效果。传统的CCFL只能实现72%的NTSC色域范围，通过更换更宽色域的W-CCFL背光模块就可以无需更改面板，轻易实现更广的色域。 

　　事实上，现在广泛宣传的民用级广色域液晶显示器大部分都使用了新一代的W-CCFL灯管。这种灯管的原理与CCFL一样，都是用过给管内的水银提供高电压使其产生紫外线，然后由紫外线刺激管壁上的荧光粉来发出白光；所不同的地方就在于更新了荧光粉的配方，使其能够输出理论值92%NTSC色域的白光，这样对于用户观看视频或者是欣赏图片都有莫大的帮助。 

　　不过要实现更广的色域，W-CCFL就无能为力了——CCFL的原理限制了其输出的白光只能无限接近NTSC色域，而且随着灯管的老化，输出的白光会逐渐变黄，这些都是比较棘手的问题。有没有一种可以突破现有技术局限的方式呢？答案是肯定的，目前大家最看好的是LED背光。 

　　LED背光抛弃了传统的依靠荧光粉来发光的办法，它依靠半导体电子跃迁发光来实现光输出。理论上通过改变半导体的制造工艺，LED能够发出可见光中的所有颜色。这样的特点决定了LED未来的两个发展方向。 

　　其一是需要轻薄的场合。使用白光LED可以扔掉传统CCFL背光中的高压包、反光板部分，这样就可以将背光部分的厚度控制到原来的1/2，重量只有原来的25%。当然，白色LED背光现在只能够实现80%左右的NTSC色域输出，所以并不适合作为高端广色域显示器的背光源。但是WLED在伤眼方面在医学上一直广受诟病，所以在这方面采用WLED背光到底是好还是不好争论一直不断。 

　　其二则是需要极致色彩的场合，使用三基色的LED背光模块。一直以来，研究LCD显示技术的工程师们努力想办法提高白色背光的纯度；但现在有了LED背光技术之后，就可以直接使用饱和度更高的三基色LED来作为背光源。目前使用三基色LED背光模块的LCD显示器已经能够再现120%的NTSC色域了。 

　　当然，实现广色域并不仅仅是更换背光模块那么简单，与之配套的滤色膜以及驱动电路也要一起升级：首先滤色膜的滤光特性要更加准确，否则就会出现颜色偏差。同时，电路部分也要做出相应的调整，过去因为普通CCFL色域输出的限制，为了使最终屏幕上的色彩更艳丽，电路上会对计算机传输过来的色彩信号做微量放大；但现在使用W-CCFL或者LED背光之后，如果沿用过去的处理方法，就会导致显示效果过于夸张，甚至是失真了。

好了，那么最后我们来总结一下如何挑选显示器：

自己喜欢就好。