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摘 要：随着手机行业的快速发展，对手机液晶显示屏的宽视角技术提出了更高的要求。文章对色偏差、灰阶反转和Gamma曲线变化等参数对不同宽视角技术的显示效果的影响进行了研究，实验结果证明不同技术之间的存在不同的差别。
关键词： 宽视角技术；灰阶反转； 色偏差；Gamma曲线
：B
The Display Wide Viewing Angle of Hand-held Mobile Set
LUO Xin-hong, ZOU Feng
(1. Ningbo Institute of TCL Communication, Ningbo Zhejiang 315040, China; 2. Zhejiang Business Technology Institute, Ningbo Zhejiang 315012, China)
Abstract: LCD is widely used for hand-held mobile set. As more and more application of mobile phone is used, the viewing angle of display is more important accordingly. In this paper, the effects of the gray scale inversion, color shift and gamma on the display of mobile phone were researched. The experimental results show the difference between the different technologies.
Keywords: viewing angle technical of LCD; gray scale inversion; color shift; Gamma;
引 言
人们80%以上的信息获取来自于眼睛所见。液晶显示屏作为手机最重要的显示输出设备，已经成为各家手机生产厂家争夺市场的有力武器，更鲜艳的显示效果、更薄的体积、更细腻的画质、更广的可视范围、更省电的方式等是显示屏厂家不断努力的方向。
早期的手机显示屏因为液晶的显示技术比较落后，对于视角的关注并不多，随着液晶显示屏从CSTN到TN的发展，屏幕的分辨率和色彩艳丽程度得到了比较大的提升，但是由于液晶本身的原因，视角方向不可能达到全视角并且某一个方向上一定会存在色偏差、灰阶反转等问题。本文对不同宽视角的手机显示屏进行实验测试，对色偏差、灰阶反转和Gamma曲线的变化等技术参数进行实验分析，得出不同宽视角技术的区别和差异。
1 手机显示的不同宽视角技术的简介
由于液晶分子在光学上表现为各向异性，使得在不同角度所看到的亮度会不一样，这是导致液晶显示器可视角度问题的根本原因。要改善可视角小的固有缺点，可以从增加宽视角偏光片和改变液晶排列来改善可视角狭窄的问题。液晶屏模组厂商提出了不同的宽视角技术：TN+wide viewing film、 以台湾厂家为主的MVA技术、以韩国现代为代表的AFFS技术和以日立（Hitachi）为代表目前被iPhone大力宣扬的IPS技术。下面就几种技术做简单介绍。
（1）TN+WV film是在偏光片上增加转向膜来扩大原有的视角，实现起来最容易，成本也最低，但是无法解决灰阶反转的问题。且视角虽然增加了，但是在较大角度看过去的图像对比度很低，被广泛用于低端手机产品中。
（2）MVA（Multi-domain Vertical Alignment）是一种多象限垂直配向技术，它利用突起物使液晶不是传统的直立式而是偏向某一个角度，使得视角方向更广。在制程上没有太大的难度，目前台湾、大陆的模组厂家广泛使用这种技术。PVA是SEC的专利，夏普（Sharp）的ASV技术与MVA同属于VA范畴。
（3）IPS（In-plane switching）是日立开发的广视角技术，以液晶分子平面切换的方式来改善视角。在制程上不需要额外的补偿膜，LG、NEC等在高端产品上广泛应用。因为配合高饱和度的彩色滤光片，色彩饱和度也比一般产品做得高。后来又推出改进的IPS技术AH3-IPS，将不透明的金属电极改为透明ITO，提高透光率。
（4）AFFS（Advance Fringe Filed Switching）和IPS技术比较接近，用ITO电极取代早期IPS不透明金属电极，属于现代（Hyundai）的专利。
2 不同宽视角技术的比较
针对不同的宽视角技术，选择了不同宽视角技术（TN、AFFS、MVA、IPS）的手机显示模组进行测试，对色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数进行测试。为了更好地进行比较，选用了TN技术的显示模组进行测试。测试选用的测量设备是日本Topcon公司的BM-7彩色亮度计，采用0.1°测试角进行测量。
对手机显示模组的不同视场角进行色度和亮度的测试，得出色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数的差别。以下是各参数的测试结果和分析。
通过对不用宽视角技术（TN、AFFS、MVA、IPS）的手机显示模组的色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数进行测试，可以发现IPS技术是这几种宽视角技术中各方面性能最好的，但是现在也是其中最贵的。实际设计中，需要结合显示屏性能、整机成本和产品定位综合考虑选择适合的产品类型。
参考文献
张霄. 液晶显示的广视角模式[J]. 现代显示，2011（07）：42-45.
牟强. 液晶电视的广视角技术[J]. 液晶与显示，2005（01）：67-71.
[3] 许宝卉. 伽玛值_白场色温及亮度对显示效果的影响[J]. 液晶与显示，2012（01）：51-55.
作者简介：罗心红（1979-），女，湖北武汉人，工程师，武
关键词： 宽视角技术；灰阶反转； 色偏差；Gamma曲线
：B
The Display Wide Viewing Angle of Hand-held Mobile Set
LUO Xin-hong, ZOU Feng
(1. Ningbo Institute of TCL Communication, Ningbo Zhejiang 315040, China; 2. Zhejiang Business Technology Institute, Ningbo Zhejiang 315012, China)
Abstract: LCD is widely used for hand-held mobile set. As more and more application of mobile phone is used, the viewing angle of display is more important accordingly. In this paper, the effects of the gray scale inversion, color shift and gamma on the display of mobile phone were researched. The experimental results show the difference between the different technologies.
Keywords: viewing angle technical of LCD; gray scale inversion; color shift; Gamma;
引 言
人们80%以上的信息获取来自于眼睛所见。液晶显示屏作为手机最重要的显示输出设备，已经成为各家手机生产厂家争夺市场的有力武器，更鲜艳的显示效果、更薄的体积、更细腻的画质、更广的可视范围、更省电的方式等是显示屏厂家不断努力的方向。
早期的手机显示屏因为液晶的显示技术比较落后，对于视角的关注并不多，随着液晶显示屏从CSTN到TN的发展，屏幕的分辨率和色彩艳丽程度得到了比较大的提升，但是由于液晶本身的原因，视角方向不可能达到全视角并且某一个方向上一定会存在色偏差、灰阶反转等问题。本文对不同宽视角的手机显示屏进行实验测试，对色偏差、灰阶反转和Gamma曲线的变化等技术参数进行实验分析，得出不同宽视角技术的区别和差异。
1 手机显示的不同宽视角技术的简介
由于液晶分子在光学上表现为各向异性，使得在不同角度所看到的亮度会不一样，这是导致液晶显示器可视角度问题的根本原因。要改善可视角小的固有缺点，可以从增加宽视角偏光片和改变液晶排列来改善可视角狭窄的问题。液晶屏模组厂商提出了不同的宽视角技术：TN+wide viewing film、 以台湾厂家为主的MVA技术、以韩国现代为代表的AFFS技术和以日立（Hitachi）为代表目前被iPhone大力宣扬的IPS技术。下面就几种技术做简单介绍。
（1）TN+WV film是在偏光片上增加转向膜来扩大原有的视角，实现起来最容易，成本也最低，但是无法解决灰阶反转的问题。且视角虽然增加了，但是在较大角度看过去的图像对比度很低，被广泛用于低端手机产品中。
（2）MVA（Multi-domain Vertical Alignment）是一种多象限垂直配向技术，它利用突起物使液晶不是传统的直立式而是偏向某一个角度，使得视角方向更广。在制程上没有太大的难度，目前台湾、大陆的模组厂家广泛使用这种技术。PVA是SEC的专利，夏普（Sharp）的ASV技术与MVA同属于VA范畴。
（3）IPS（In-plane switching）是日立开发的广视角技术，以液晶分子平面切换的方式来改善视角。在制程上不需要额外的补偿膜，LG、NEC等在高端产品上广泛应用。因为配合高饱和度的彩色滤光片，色彩饱和度也比一般产品做得高。后来又推出改进的IPS技术AH3-IPS，将不透明的金属电极改为透明ITO，提高透光率。
（4）AFFS（Advance Fringe Filed Switching）和IPS技术比较接近，用ITO电极取代早期IPS不透明金属电极，属于现代（Hyundai）的专利。
2 不同宽视角技术的比较
针对不同的宽视角技术，选择了不同宽视角技术（TN、AFFS、MVA、IPS）的手机显示模组进行测试，对色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数进行测试。为了更好地进行比较，选用了TN技术的显示模组进行测试。测试选用的测量设备是日本Topcon公司的BM-7彩色亮度计，采用0.1°测试角进行测量。
对手机显示模组的不同视场角进行色度和亮度的测试，得出色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数的差别。以下是各参数的测试结果和分析。
2.1 色偏移
选用255灰阶的白片，让手机显示模组进行测试，图1、2分别是不同宽视角技术的白色x和y坐标的测试结果。由测试结果可得，在不同测试角度下，色坐标相对于0°视场角状态下的偏移情况，不同的技术的色偏差情况不一。颜色偏移越大意味着在不同视角下看到的图片会有比较大的色差。IPS和AFFS技术曲线表现得比较平稳，色偏差较其它较少。2.2 灰阶反转
灰阶反转指在某些角度出现不同灰阶在亮度上相同，造成显示效果下降，如手机旋转一定的角度出现白色变成黑色的现象就是典型的灰阶反转。测试不同灰阶下的x、y色坐标，测试不同宽视角技术在这两个方向下的灰阶反转情况。图3～10分别为IPS、AFFS、MVA、TN技术的测试结果。宽视角技术的各个灰阶曲线均未产生相交，TN技术在大约垂直方向13°左右的角度出现不同灰阶曲线相交，即产生了灰阶反转。IPS和MVA技术的灰阶分布比较均匀，AFFS次之。MVA技术在视场角大于30°和小于-30°时，其不同视场角的灰阶曲线间隔较密。2.3 Gamma曲线的变化
图11～14为不同视角下测试不同宽视角技术的液晶显示模组的Gamma曲线，可以看出IPS和AFFS随着视角的变化，Gamma曲线的变化不大，而在MVA和TN屏的测试中，随着视角的不同，Gamma曲线有较大的差异，这样会造成在不同视角方向看到的图像内容有较大的失真。IPS不同视角的Gamma曲线在1到1.8之间，表现比其它的好。
3 结论通过对不用宽视角技术（TN、AFFS、MVA、IPS）的手机显示模组的色偏差、灰阶反转、Gamma曲线等参数进行测试，可以发现IPS技术是这几种宽视角技术中各方面性能最好的，但是现在也是其中最贵的。实际设计中，需要结合显示屏性能、整机成本和产品定位综合考虑选择适合的产品类型。
参考文献
张霄. 液晶显示的广视角模式[J]. 现代显示，2011（07）：42-45.
牟强. 液晶电视的广视角技术[J]. 液晶与显示，2005（01）：67-71.
[3] 许宝卉. 伽玛值_白场色温及亮度对显示效果的影响[J]. 液晶与显示，2012（01）：51-55.
作者简介：罗心红（1979-），女，湖北武汉人，工程师，武
源于：免费毕业论文www.udooo.com
汉理工大学电子信息专业，主要从事手机光学器件开发工作，E-mail：Xinhong.Luo@tcl-mobile.com。邹锋（1976-），男，广东河源人，工程师，合肥工业大学精密仪器及机械专业，主要从事检测技术研究方向。