液晶顯示屏透過率與色坐標的關系

姚林

四川長虹股份有限公司 四川綿陽 621000

不同的背光系統相對于同一片液晶顯示面板測試亮度結果有差異，原因在于不同的背光系統色坐標和波長有差異，不同的色坐標和波長的光透過顯示面板后表現為亮度有差異，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域匹配同一背光表現出的色溫有差異，即色偏，本論文也將從原理上說明這種差異性。

1 影響液晶顯示屏透過率的因素

影響OC穿透率的三大關鍵決定因素:液晶雙折射率△n，盒厚d和入射波波長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。液晶材料的清亮點越低，溫度與△n的關系曲線越陡。清亮點:變為透明時的溫度叫做液晶的清亮點。

不同清亮點TNI 對應的△n 和溫度關系

1.2 盒厚d

d為液晶盒厚，也可理解為光學路徑長度，但同一片OC不同區域可能會存在d值不同。

1.3 入射波波長λ

△n與波長具有依存性，在可見光范圍內，波長越大△n值越小，對于△n值大的液晶材料，這種變化趨勢更加明顯。在△n小于0.1時，RGB三原色的透過率曲線基本重合，當△n增大后三條曲線越來越分離。三原色的透過率不同，顯示屏上合成的白光就會存在色偏。

不同△n 對應的波長依存關系

所以不同的背光系統不同波長的光經過同一片液晶顯示面板后，由于以上三種因素關系，透過液晶顯示面板后的三原色再重新組合后合成的白光就會存在差異，亮度也會存在差異，表面出在不同背光系統下測試的液晶面板透過率就有差異[1]。

以下我們再從行業較常見的IPS和VA液晶面板來說明同一片液晶顯示屏不同區域色偏問題。

2 IPS 液晶顯示屏色偏

2.1 △nd 對透過率的影響

ISP屏穿透率公式：

根據上式，△nd對透過率的影響如下圖，在△nd取λ/2時有極大值。對于不同波長的RGB光源，對應最佳透過率的△nd值不同，紅光R的波長為610nm，綠光G的波長為550nm，藍光B的波長為470nm。

2.2 ISP 屏不同區域偏色原因

解釋為何ISP屏不同區域有偏色問題:

由于制成工藝問題不能保證整個顯示屏區域盒厚d完全一致，比如邊緣較中心盒厚d有區別。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與波長有相關性，則邊緣處RGB透過率分別發生變化，透過OC后RGB比重發生變化，則出現邊緣偏紅或偏藍情況發生[2]。

3 VA 液晶顯示屏色偏

3.1 VA 屏透過率對波長的依存性

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

根據上式不同波長的光透過率不同。對于不同的△nd值，VA顯示的透過率對波長的依存性關系如下圖。

VA 顯示的透過率與波長的依存性

3.2 VA 屏不同區域偏色原因

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，即透過率與波長的依存性越明顯。VA顯示經過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象，即經OC后不同區域色坐標偏差現象。

以上解釋了同一片液晶顯示屏不同區域匹配同一背光表現出的色溫有差異，即色偏。