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）