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IPS - FFS 显示技术介绍

作者 时间:2020-06-07 阅读次数:537

最近平板电脑十分的火热, 自从Steve Jobs在今年iPad的发表会上说提到了iPad的面板使用这样的技术, 也就是 Gorgeous 9.7 inch IPS (in-plane switch)面内横向电场开关的面板技术后, IPS成了面板业界最热门的话题之一. 但iPad使用的IPS技术严格说来应该是FFS, 小弟想说可能有很多人还不知道FFS是什幺, 今天就跟大家来介绍一下IPS吧!

之前曾经跟大家介绍过VA (Vertical Alignment)垂直配向的液晶面板技术, 今天来跟大家简介一下IPS跟FFS (Fringe Field Switching)边缘电场开关的技术. 不管是VA或是IPS/FFS, 都是以LCD (Liquid Crystal Display)里面液晶分子排列与电场动作方向来命名的, 它们都属于液晶模态的一种. 其中垂直配向的VA, 电场是与玻璃基板垂直的 (如图一). VA面板液晶分子的排列与动作方向就是垂直平行玻璃基板, 藉由调变电场来控制光的透过率. 而IPS/FFS因为则是让电场平行于玻璃基板, 使液晶分子的运动就限制在平面旋转来产生灰阶 (图二). 不论是IPS或是FFS, 它们的液晶分子都是水平转动的, 大体上可以算是同一系列的设计. 其中IPS与FFS的不同点就在于电极的排列方式不同, (如图三) IPS的正极与负极在同一平面上; 而FFS的负极则先做在玻璃基板的上一层, 再覆盖多层的绝缘层后才是正极.(如图四) 虽然VA 与IPS/FFS都是广视角的技术, 但因为液晶模态的不同, 光学表现也就不同, 规格上也就会不大一样啦~ 接着就来介绍一下这些技术在画面呈现上的不同点啰.

IPS / FFS 显示技术介绍

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IPS / FFS 显示技术介绍

 
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从一般显示观感来看, 对比度VA的面板表现较好. 至于大视角色偏的表现上则是FFS面板优于VA的面板. 先说对比好了, 对比高的面板对使用者来说看起来会觉得锐利很多. 若不使用其他特别的提升对比技术, 就静态对比来看, VA可以达到3000:1至5000:1 (如表一所示) 因为它的黑画面比较黑, 也就是所谓的暗态比较暗. 这在静态的影像的浏览, 如照片, 图片等就会觉得影像清晰漂亮. 而IPS / FFS的对比通常就在1000:1附近, 不过现在的LCD TV通常也都有所谓的动态对比, (有的厂商已经推出1,000,000:1以上的对比) 可以透过调整背光亮度的方式来拉高画面的对比度. 採用这样的对比提升方式对于观赏电影来说并没有太大的问题, 因为画面不断切换, 使用者不容易感受到快速与局部亮暗变化的差异.

至于色偏的部份, FFS的表现较佳. 这里色偏指的是在大角度看画面时, 颜色的偏移程度, 倒不是说面板跟面板间, 或是面板的左半边跟右半边有什幺颜色上的差异, 而是指大视角观看面板画面的时候, 比如说回家的时候从大门口进来往电视的方向看, 会看到画面会有点变白, 就是所谓的洗白, 或名叫washout (专业术语) 这情况尤其在一些肤色, 天还有天空的颜色看来会较明显. 不过同样的, 大部份的LCD TV也都会有一些特别的设计来解决这个问题, 所以大家在卖场比较时可能会发现IPS与VA的面板在色偏上的差异并不太大.

IPS / FFS 显示技术介绍

 

FFS的另一个优点就是"硬屏", 这是一般坊间推销员最常拿来比较VA与IPS/FFS的用词. 不过这个硬屏可别神话了, 并不是像第四台的销售员强调的怎幺敲、用力敲都不会破的那种硬屏. 这里的硬屏指的是用手去按压面板, 不会看到有类似水波纹的情况. 其实这是因为VA的液晶垂直站立的, 当液晶被挤压到, 容易影响了它的分子排列方向所导致. 而FFS的液晶分子为水平排列, 按压面板对于水平转动的液晶分子影响较小, 并不是IPS/FFS的面板比较硬, 大家可别被推销员给洗脑了, 还回家拿东西去敲萤幕阿. 基本上不管VA或是IPS/FFS都是一样的玻璃, 所以硬度也是差不多的, 没有所谓硬屏比较坚硬的情况. 而且说实话, 有谁会在家里边看电视边去按压面板呢? 还有听过为了玩Wii, 怕会将控制器砸到电视, 而选择硬屏, 那更是不明究理的迷思, 因为就像我刚刚说的, 玻璃还是一样的硬度, 不会因为使用IPS/FFS的面板就比较不会破, 大家可别被洗脑啦. 唯一比较有影响的是触控面板, 现在很多笔电、平板电脑会搭配触控, 但是大部分有搭载触控功能的平板电脑, 都会在屏幕前再加一层高硬度的防护玻璃, 不会让使用者直接碰触到面板本身, 所以关于VA或是IPS/FFS谁比较适用于触控面板的疑虑也大可以忽略了.

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不论是VA面板或是FFS面板都属于广视角的技术, 视角都会比传统笔电的TN mode面板要来得好, 而且不会有下视角 (视角)灰阶反转的问题 (如图五, 最下面那排的照片, 鹦鹉的翅膀绿色、浅蓝色的部份都变黑了. 而照片中左上方的深色的树叶反而变亮了起来) 这在手持式/携带式产品是必要的. 当使用者将萤幕拿在手上翻来转去的, 总不希望在某一个角度看到的图案文字是黑的变白的, 而白的变黑的吧! 虽然说现在很多报导指出FFS具有低能耗、高透光率、高亮度、快速响应、无色偏等优点, 但严格说来, 快速响应这一点FFS与VA的差异并不大, 而低能耗与高穿透度可以看成同一件事, 穿透度高, 自然亮度就高, 要使用的背光亮度也就不需要这幺高, 能耗自然就降低.则还是要看面板的画素是怎幺设计的,若是画素更高的产品 (高解析度, 像是3.54吋的iPhone解析度有960x640) 不管是FFS或是VA, 都会因为面板穿透度的考量在设计上就牺牲了反应速度及大视角色偏的特性.

如果真要比规格, 还是OLED比较佔优势. 因为OLED的对比可以更高, 它的黑(暗态)就是真的不发光, 所以对比非常高. 再加上它的反应时间超快, 色彩又非常饱和, 这都是一般TFT LCD显示器所比不上的. 再加上OLED不需要背光模组, 它的厚度跟重量也都占有优势. 实机比较后来选表现最佳的面板, 小弟还是会投OLED一票啦! 但就是它的能耗还有进步的空间, 当然价钱与大尺寸还存在着不少的问题, 若要大量替代手持装置的面板, 看来还需要再等个1~2年了!

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