液晶顯示屏透過(guò)率與色坐標(biāo)的關(guān)系

姚林

四川長(zhǎng)虹股份有限公司 四川綿陽(yáng) 621000

不同的背光系統(tǒng)相對(duì)于同一片液晶顯示面板測(cè)試亮度結(jié)果有差異，原因在于不同的背光系統(tǒng)色坐標(biāo)和波長(zhǎng)有差異，不同的色坐標(biāo)和波長(zhǎng)的光透過(guò)顯示面板后表現(xiàn)為亮度有差異，本論文將從原理上解釋這種差異性。同一片液晶顯示屏不同區(qū)域匹配同一背光表現(xiàn)出的色溫有差異，即色偏，本論文也將從原理上說(shuō)明這種差異性。

1 影響液晶顯示屏透過(guò)率的因素

影響OC穿透率的三大關(guān)鍵決定因素:液晶雙折射率△n，盒厚d和入射波波長(zhǎng)λ。

1.1 液晶雙折射率△n

△n具有溫度依存性，隨著工作溫度的上升，△n值變小。液晶材料的清亮點(diǎn)越低，溫度與△n的關(guān)系曲線越陡。清亮點(diǎn):變?yōu)橥该鲿r(shí)的溫度叫做液晶的清亮點(diǎn)。

不同清亮點(diǎn)TNI 對(duì)應(yīng)的△n 和溫度關(guān)系

1.2 盒厚d

d為液晶盒厚，也可理解為光學(xué)路徑長(zhǎng)度，但同一片OC不同區(qū)域可能會(huì)存在d值不同。

1.3 入射波波長(zhǎng)λ

△n與波長(zhǎng)具有依存性，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，波長(zhǎng)越大△n值越小，對(duì)于△n值大的液晶材料，這種變化趨勢(shì)更加明顯。在△n小于0.1時(shí)，RGB三原色的透過(guò)率曲線基本重合，當(dāng)△n增大后三條曲線越來(lái)越分離。三原色的透過(guò)率不同，顯示屏上合成的白光就會(huì)存在色偏。

不同△n 對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)依存關(guān)系

所以不同的背光系統(tǒng)不同波長(zhǎng)的光經(jīng)過(guò)同一片液晶顯示面板后，由于以上三種因素關(guān)系，透過(guò)液晶顯示面板后的三原色再重新組合后合成的白光就會(huì)存在差異，亮度也會(huì)存在差異，表面出在不同背光系統(tǒng)下測(cè)試的液晶面板透過(guò)率就有差異[1]。

以下我們?cè)購(gòu)男袠I(yè)較常見(jiàn)的IPS和VA液晶面板來(lái)說(shuō)明同一片液晶顯示屏不同區(qū)域色偏問(wèn)題。

2 IPS 液晶顯示屏色偏

2.1 △nd 對(duì)透過(guò)率的影響

ISP屏穿透率公式：

根據(jù)上式，△nd對(duì)透過(guò)率的影響如下圖，在△nd取λ/2時(shí)有極大值。對(duì)于不同波長(zhǎng)的RGB光源，對(duì)應(yīng)最佳透過(guò)率的△nd值不同，紅光R的波長(zhǎng)為610nm，綠光G的波長(zhǎng)為550nm，藍(lán)光B的波長(zhǎng)為470nm。

2.2 ISP 屏不同區(qū)域偏色原因

解釋為何ISP屏不同區(qū)域有偏色問(wèn)題:

由于制成工藝問(wèn)題不能保證整個(gè)顯示屏區(qū)域盒厚d完全一致，比如邊緣較中心盒厚d有區(qū)別。則邊緣與中心處△nd不同，背光部分白光是由RGB光源組成，由于△n與波長(zhǎng)有相關(guān)性，則邊緣處RGB透過(guò)率分別發(fā)生變化，透過(guò)OC后RGB比重發(fā)生變化，則出現(xiàn)邊緣偏紅或偏藍(lán)情況發(fā)生[2]。

3 VA 液晶顯示屏色偏

3.1 VA 屏透過(guò)率對(duì)波長(zhǎng)的依存性

VA屏穿透率公式，在IPS屏穿透率公式基礎(chǔ)上將方位角取45度時(shí)，VA顯示的光利用效率最高，簡(jiǎn)化后的公式如下:

根據(jù)上式不同波長(zhǎng)的光透過(guò)率不同。對(duì)于不同的△nd值，VA顯示的透過(guò)率對(duì)波長(zhǎng)的依存性關(guān)系如下圖。

VA 顯示的透過(guò)率與波長(zhǎng)的依存性

3.2 VA 屏不同區(qū)域偏色原因

除了△nd=0的曲線外，其它曲線都存在明顯起伏。隨著△nd的增大，曲線的起伏越加明顯，即透過(guò)率與波長(zhǎng)的依存性越明顯。VA顯示經(jīng)過(guò)RGB混色后的白平衡被打破，顯示效果存在不同程度的色彩偏差現(xiàn)象，即經(jīng)OC后不同區(qū)域色坐標(biāo)偏差現(xiàn)象。

以上解釋了同一片液晶顯示屏不同區(qū)域匹配同一背光表現(xiàn)出的色溫有差異，即色偏。