● 文/河北冀雅電子有限公司 孫力騫 史悅華 韓亮
在TFT LCD的光學設計中，液晶面板在不加電時黑度越高越好，這樣可以取得極高的黑白對比度，在這樣的要求下VA技術應運而生，并以其超高對比度獲得了負性終結者的美譽。后來在應用液晶垂直取向技術的同時，還將傳統的單疇結構轉化成多疇結構，從而實現光學特性的對稱性，再借助光學膜補償實現寬視角顯示。黑白液晶顯示器在此基礎上應用VA技術，除彩色效果外，可以達到與TFT同等的顯示效果，極寬的視角特性和極高的對比度效果，尤其是黑白分明的高清亮度，為負性產品的應用開拓了廣闊的使用空間。
一、什么是VA技術
VA技術稱之為垂直取向液晶顯示，垂直取向液晶顯示英文全稱為Vertical Alignment LCD，簡稱VA LCD。不同與TN模式的液晶分子90°扭曲結構，VA模式的液晶分子近似于垂直取向。
二、VA技術的顯示原理是什么呢？
如圖所示：當無外加電壓時，光的傳播方向與液晶分子長軸平行，有效折射率不變，不會有相位延遲的現象，所以原本入射光的偏振方向不變，故光不能透過第二片偏振片而形成暗態。當外加一大電壓時，因為其為介電各向異性負型液晶，液晶分子長軸會以一定角度傾斜φ。φ會隨著電壓的加大而變小，入射偏振光會分解成兩束光，尋常光和非尋常光因折射率不同而產生相位延遲的現象，進而改變其原本入射的線性偏振光成為橢圓偏振光，一部分的光將可以通過第二片偏振片，這就是其亮態。
三、VA LCD的拓撲結構
將介電各向異性為負(Δε＜0)的向列型液晶夾于兩片ITO玻璃基板間，并將兩邊基板做垂直配向處理，使全部液晶分子的長軸垂直于兩基板面，并列成垂直方向排列的液晶分子。 向列型液晶與光學單軸晶體有相同的光學各向異性，其光軸與液晶分子的長軸相一致。上下偏光片光軸平行配置。
四、VA技術與TN技術的區別
五、VA技術的來源與發展
VA技術是由日本富士通開發出來的，其主導的MVA技術，而后來三星公司開發的PVA面板，是前者的繼承和改良。
富士通的MVA技術(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向技術)可以說是最早出現的廣視角液晶面板技術。該類面板可以提供更大的可視角度，通常可達到170°。通過技術授權，我國臺灣省的奇美電子(奇晶光電)、友達光電等面板企業均采用了這項面板技術。改良后的P-MVA類面板可視角度可達接近水平的178°，并且灰階響應時間可以達到8ms以下,MVA多疇垂直取向器件中，上、下基板上有小凸起物作為獲得液晶分子預傾角的結構物，液晶分子近似于垂直取向，起偏片與檢偏片的方向互相垂直，所以未加電時為暗態。當加電壓時，使液晶分子偏離垂直方向按照預傾角設定的方向轉動趨向于橫向排列。但是微小凸起的存在，使LCD的工藝制程復雜，降低了產品的良率。
三星電子的PVA（Patterned Vertical Alignment）技術是MVA技術的繼承者和發展者。其綜合素質已經全面超過后者，而改良型的S-PVA已經可以和P-MVA并駕齊驅，獲得極寬的可視角度和越來越快的響應時間。PVA采用透明的ITO電極代替MVA中的液晶層凸起物，透明電極可以獲得更好的開口率，最大限度減少背光源的浪費。這種模式大大降低了液晶面板出現“亮點”的可能性。由于其強大的產能和穩定的質量控制體系，被日美廠商廣泛采用。目前PVA技術廣泛應用于中高端液晶顯示器或者液晶電視中,PVA電極圖形的垂直取向在上下ITO電極上交錯蝕刻平行的狹縫，液晶分子位于兩基板之間。對此器件加電后，液晶分子由垂直于基板的方向向平行于基板的方向取向，通過液晶分子的4疇排列實現廣視角。在廣視角技術中，PVA在對比度、水平和垂直可視角度、色彩還原、成本和響應時間等方面的特性均處于LCD行業的前沿。
六、VA技術在黑白LCD上的應用
近年來利用VA技術逐步推廣到黑白LCD上，利用VA技術制作了很多黑白LCD產品：
七、黑白VA產品的對比度和視角范圍
由于VA產品工作于常黑模式 ，因沒有TN模式下液晶分子排列的非統一性造成的漏光現象，正面對比度極高，可以很容易得到500：1以上的值。在白色背光下可實現純正的黑色背景，基本可以實現全視角范圍。
以下就是從4個方向看到的VA顯示，可見其可以實現全視角顯示：
八、VA黑白LCD與其它技術特點對比
九、結論
綜上所述，VA技術可以很好的應用到黑白LCD上面，而且具備很好的顯示特性和視角特性，是LCD中的一支奇葩。它必將會以完美的顯示效果贏得了廣大客戶的好評。
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