淘汰TN面板：廉价广视角面板技术解析
技术空间
目前采用TN（Twisted Nematic，扭曲向列）面板的液晶显示器几乎占据了整个显示器市场，但TN面板最大缺点就是可视角度不足，这个问题在22英寸以下的显示器还不大，但在22英寸以上的大屏幕液晶显示器中就比较明显了。而传统的VA（Vertical Alignment，垂直排列）、IPS（In-Plane Switching，平面转换）等广视角面板虽然在色彩表现方面具有明显的优势，但是它们的制造成本要比普通TN面板高出不少，很难被市场接受，于是厂家力图通过一些“精简”技术来实现广视角面板的低价化。在不久前Dell推出了采用E-IPS面板的22英寸显示器，这款显示器除了拥有TN产品的价格外，最大的特点是拥有178°广视角，于是这种低价广视角液晶成为了市场的热点。
一、E-IPS的工作原理
由于面板占据了液晶显示器70%左右的价格，因此E-IPS面板就是显示器低价的主要原因。IPS面板目前主要由LG Display生产，目前已有E-IPS、S-IPS、H-IPS三种规格，分别定位于中低端、高端和顶级液晶市场，由于技术升级使得液晶排列有细微的区别。从外观方面我们很难区分它们，只有从价格方面辨别了。H-IPS具有更高的对比度，在各个角度下都有更好的表现——更低的屏幕反光、更优秀的色彩还原能力，目前一般只有专业液晶才会采用，而S-IPS主要应用在消费级高端产品上，E-IPS则次之与TN面板定位类似。
IPS一个最大特点就是它的正负电极都间隔排列在基板的同一面上以驱使液晶分子横向运动，而不像其他液晶模式的电极是在上下两面。把电压加到电极上，原来平行于电极的液晶分子会旋转到与电极垂直的方向，但液晶分子长轴仍然平行于基板（TN的液晶分子排列是扭曲向列）。控制电压把液晶分子旋转到需要的角度，从而可以调节透光率，以显示不同的色阶。
低端的E-IPS采用与IPS一样的平面转换技术，使E-IPS的开口率降低，减小了透光率，在各个方位的可视角度高达178°。而E-IPS拥有与TN相近的价格，它似乎解决了广视角与成本之间的矛盾。目前戴尔推出采用E-IPS面板的22英寸液晶显示器2209WA，它的价格的确十分诱人，近似于普通TN产品，预计会有更多厂家跟进。
二、E-IPS的特点
除了价格之外，E-IPS在显示效果、构造设计、采用技术等方面仍然有着诸多特色可寻。
1．具有硬屏的优势
很多用户有过这样的糟遇，如果轻轻用手在TN的液晶屏上滑过，会产生一道“水痕”。如果观看变化较快的画面，TN液晶就会产生“拖尾”模糊现象，动态清晰度明显下降，如果长时间观看,眼睛就会很累。动态画面中的拖影问题是软屏液晶的“硬伤”。
而E-IPS是真正的硬屏，它的技术特点是可将色彩层次分得更精细，色彩和灰度变换更丰富，可对低灰度色彩进行高清解析，使画面更加生动鲜活，可视角度更大。比如，在60°可视角度下，E-IPS硬屏的色彩转移率为0.018，传统VA广视角屏为0.037。E-IPS的Gamma转移率不到1%，这已经超过了VA的40%，更不用说与TN相比较了。这几个数据说明，E-IPS在60°视角时不会有太多的色彩丢失。
2. 简化降低价格
由于定位的不同，E-IPS属于IPS的简化版，E-IPS的“E”应该是“economy” (经济型)的意思。我们都知道，液晶面板结构复杂，除了加载两层玻璃基板中的液晶分子以及电极，还包括表面滤光膜、偏光板、导光板以及背光灯管等多种结构。因此从成本角度来看，E-IPS虽然采用与IPS相同的液晶技术，但会从滤光膜、偏光板等方面精简或使用更低等级的配件（比如使用TN的滤光膜），从而达到降低成本的目的。这一点，我们可以从E-IPS的颜色还原度、色域来看到它与中高端IPS面板的区别：目前采用E-IPS面板的液晶显示器色域值在72%～80%之间，还达不到IPS面板的标准（H-IPS已经达到112%色域）。这种简化版方式，估计也会被PVA和MVA等面板厂家采用，从而诞生一系列低价广视角产品，如三星的C-PVA。
3. 引入新技术提高性能
E-IPS引入了EEFL（External Electrode Fluorescent Lamp，外置电极荧光灯）背光技术，达到环保节能的效果。EEFL背光技术是通过把传统置于CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯）灯管内部的电极置于灯管外部，避免了传统CCFL造成的水银与金属电极之间反应形成化合物，使灯管寿命大幅度延长，可接近10万小时的水平(传统CCFL背光源最多可达到5万～6万小时)，同时可降低水银蒸汽的使用量，达到减少环境污染的环保要求。另外，EEFL外置电极属于电容结构，使用一个逆变器可驱动约20根灯管(普通CCFL一个逆变器仅可驱动1根～2根灯管)，因此可以大幅度减少逆变器的使用数量。使用EEFL替代此前的CCFL，可将背光模块的成本削减15%，耗电量降低20%左右。
为了解决模糊不清的动态画面，E-IPS还引入双倍频刷新（Double Frame Rate）技术。简单来说，双倍频刷新技术就是将原本仅有60Hz的刷新率提升到120Hz，同时还要利用处理器来插入画面。刷新频率越高，图像就越稳定，对眼睛的影响也越小。双倍频刷新技术需要画面刷新率在每秒120幅（也就是8ms）以上的面板才能达成，这也是为什么E-IPS的响应时间比传统的IPS屏要短的原因之一。
三、其他廉价广视角面板
从市场上已经出现的低价广视角液晶显示器来看，除了E-IPS之外，还有S-MVA和C-PVA两大系列，它们都属于VA面板，有一定的相似之处。
1．广视角前辈S-MVA
由于MVA（Multi-Domain Vertical Alignment，广域垂直配向）的生产程序不会增加太多困难的技术，所以很受面板厂家的欢迎，目前有奇美、友达光电推出这样的产品。S-MVA是2001年奇美在MVA技术基础上开发的，是一种相对老的技术，因此价格相对比较低廉。S-MVA的可视角度达到170°。LG的25.5英寸液晶W2600H采用了S-MVA面板，售价3899元，静态对比度高达1600∶1，动态对比度可以提升到4000∶1。比较让人关注的是最早采用MVA面板的GreatWall的M247，它也是最早跌破2000元大关的24英寸宽屏液晶，虽然后来M247被改成了TN面板，但可以看到MVA系列在台系面板厂家的推动下，有希望做到廉价的位置。
2．明日之星C-PVA
全球最大的液晶面板生产厂家——三星电子是PVA（Patterned Vertical Alignment，图像垂直配向）的推行者，因此PVA是目前的显示器中应用最多的广视角面板。由于受到低价的E-IPS影响，三星也将在今年5月推出类似简化版的面板——C-PVA，它依然保留PVA的基本结构，并且具有可视角度大等优点，不过C-PVA在结构方面进行了一定的简化，效果要稍差于PVA，但是依然要好于TN面板。而在价格方面，C-PVA面板的生产成本也要低于PVA，估计与E-IPS相当。可以设想，一旦C-PVA成功，加上三星在显示器业界的龙头地位，众多厂家必然纷纷响应，C-PVA将会掀起天翻地覆的市场变化。
小贴士：由富士通主导的MVA是一种广域垂直配向技术，它是利用凸起物使液晶静止时偏向某一个角度。当电压让液晶分子变成水平以让背光通过则更为快速，便可以大幅缩短显示时间，也因为凸起物改变液晶分子方向，从而让视角更为宽广。可视角度可达160°以上，响应时间缩短至20ms以内。
小贴士：PVA相当于是在MVA面板基础上进行了升级，它采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物。ITO层被光刻了一道道的缝，上下两层的缝并不对应，从剖面上看，上下两端的电极正好依次错开，平行的电极之间也恰好形成一个倾斜的电场来调节光线。PVA直接改变液晶单元结构，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，让显示性能大幅提升，可视角度可达170°，响应时间在25ms以内，拥有500∶1高对比度以及高达70%色域能力。
小结
像E-IPS这样的低价广视角面板有望替代目前主流的TN面板，在未来液晶市场上称雄。从近几年液晶技术发展趋势来看，它们无一不是围绕着同一主题：“追求人类肉眼舒适性极限”。除了追求视觉舒适性之外，另一个发展更多是提高应用广泛性，这就需要更多从成本角度来考虑。而低价广视角液晶的出现正好打破了以往广视角液晶高价的格局，以平民化的角度切入了主流市场，相信这正是众多消费者希望看到的。