TN是最古老的面板技术,它代表了扭曲向列效应的英文单词缩写。本质上TN效应是用来在施加电压时改变液晶的排列。当没有电压时,所以晶体是 "关闭 "的,液晶分子被扭曲90度,与偏振层相结合,允许光线通过。然后当施加电压时,这些晶体基本上没有扭曲,阻挡了光线。
TN面板的工作原理,以及不同扭曲角度造成的显示效果差异,响应速度快,但扭曲形态造成了不同角度视觉差明显
VA是垂直排列的缩写。顾名思义,这种技术使用垂直排列的液晶,当施加电压让光线通过时,液晶会倾斜。这是IPS和VA之间的关键区别:在VA中,晶体垂直于基板,而在IPS中,晶体是平行的。
VA面板工作原理,通电后,液晶分子变为横向平行排列,位置变化幅度大,因此响应时间慢
IPS是平面内切换的英文单词缩写。和所有的液晶显示面板一样,它也使用电压来控制液晶的排列。然而,与TN不同的是,IPS液晶显示器使用不同的晶体运动方向。液晶晶体与玻璃基板平行,因此称为 "平面内"。IPS晶体不是通过 "扭转 "晶体来改变透光量,而是旋转,这有一系列的好处,例如位移程度低,导致响应速度快,角度变换小,因此可视角度大,不同角度视差小。
IPS面板的工作原理,以及不同旋转角度造成的显示效果差异
综上所述,TN面板是扭曲液晶晶体,IPS面板使用平行排列和旋转液晶晶体,而VA面板使用垂直排列和倾斜液晶晶体的方式。
每种面板技术都可以有不同技术改进路线形成了不同的面板技术品牌。例如,友达光电使用 "AHVA "来指代IPS型面板,而不是VA面板。三星使用PLS代指IPS,而像LG这样的品牌在涂层技术改变后,使用 "Nano IPS"。然后在VA面板方面,AU Optronics的 "AMVA "和三星的 "SVA "等。
IGZO是材料工艺改进
那么IGZO呢?
IGZO是(Indium Gallium Zinc Oxide),也就是氧化铟镓锌的缩写,是一种薄膜晶体管技术,在液晶面板的主动层之上,打上一层IGZO金属氧化物。
而常见的液晶面板采用的驱动液晶材料,其分类主要有a-Si TFT(非晶硅)、LTPS TFT(低温多晶硅),IGZO也属于这一范畴。与常见的a-Si(非晶硅)、LTPS(低温多晶硅)相比,主要特点在于沟道材料使用了IGZO金属氧化物材料。
所以说到底, IGZO面板,仍然是一种TFT液晶屏幕,当然,作为一种材料工艺,它可以用于任何的液晶面板,也可以用于OLED这种工作方式和TFT差异巨大的面板中。
IGZO面板的结构,绿色是铟、蓝色是镓或锌、红色是氧
细野秀夫(Hideo Hosono)教授与来自东京工业大学和日本科学技术厅(JST)的团队一起于2003年开发了IGZO-TFT技术。JST拥有该专利及其应用。三星在2011年获得了授权,而夏普在2012年获得技术授权。夏普是第一个成功设计出基于该技术的显示面板的公司,而三星一直将其作为技术储备和壁垒工具。
如今,夏普仍是全球最大的IGZO面板生产商,排在其后的是LGD和我国的中电熊猫。
IGZO有什么特点?
高透明性、 透光率是IGZO面板的关键特征和最大优点。
在IGZO面板中,液晶伴随LCD或OLED层上的每个像素,因此可以将其打开或关闭。制作这些液晶单元的性能和尺寸也决定了面板本身的性能和质量,尤其是透明度,决定了光线投射到液晶分子上的能耗和效率。
非晶硅制成的单元,称为aSi或a-Si,这种材料不透明,字面上会阻挡部分光。就其本身而言,IGZO面板已设法使该液晶单元小型化,加上它是高度透明的,所以允许更多的光通过且“阻力”更小, 减少光通量的损失(夏普声称是普通工艺的20倍), 提高响应速度和刷新率。
这种面板的另一个优点是它具有 与非晶硅面板相比,30至50倍电子迁移率。较高的电子迁移率意味着相同电导率所需的质量较小,从而可以 大大减小像素尺寸,以提供更高的分辨率, 实现更高像素密度:传统液晶屏幕像素密度为468ppi,而IGZO面板已经达到了736 ppi的密度,可以实现同样面板尺寸下相对普通面板的双倍分辨率。因此,它得到了苹果手机、平板、笔记本电脑产品的特别偏爱。
第三,IGZO面板 耗电低、发热小,这也是由于它们体积小和高透光率实现的。
第四,IGZO面板的另一个优点是 触碰噪音影响小。在触摸屏上,这意味着更高的灵敏度和精度。手指触摸时,基于IGZO的触摸屏所产生的屏幕信号噪声非常短暂,幅度很小,即使是最弱的触摸屏也可以进行更准确的检测。对于手机屏幕的精准触控十分有用。
IGZO面板(右)在人手指触碰时引起的信号噪音扰动比传非晶硅面板小得多
最后是 超薄特性,改用IGZO后TFT内的元件可以造得更细更小,在同一的面积下,原先只能够容纳一组a-Si非晶硅的TFT,但因为IGZO技术令TFT部份更精细,因此能够容纳4组IGZOTFT ,显示不同的色彩及像素点, 从而可以把面板和显示器造得更薄,或者在同样厚度尺寸下,实现更丰富的色彩表现和分辨率——例如,IGZO面板可以轻易实现80%+,最高99%~100%的Adobe RGB色域。
由于这些特点,IGZO面板技术成为了高精细度屏幕、柔性屏幕和大尺寸OLED屏幕最佳的工艺伴侣。
其实,你可能用上了IGZO显示器
IGZO是夏普以及中电集团熊猫电子引进的夏普面板线主攻的面板技术路线。苹果也利用IGZO的快速开关与低漏电特性,改良LTPS背板技术,让LTPS与IGZO线路混和使用组合成新型的LTPO低温多晶氧化物背板技术,成功应用在新一代苹果手表Apple Watch以及iPad、MacBook上,实现了超高的像素密度同时,显著降低屏幕功耗。
在日本市场,采用IGZO的高刷高分显示器产品比较多,多为夏普、NEC生产,主要为27英寸以上产品,普遍实现了4K分辨率或120Hz以上,甚至180Hz的刷新率。
而在国内,也有显示器厂商采用了IGZO面板推出产品,典型的有SANC和泰坦军团。
泰坦军团T27QR是典型的IGZO面板显示器
所以回到开头问题,不是IGZO能不能干过IPS面板显示器,选购时候考虑的是,这款IPS面板显示器有没有IGZO技术加持?
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