深度解析顯示器TN、IPS和VA面板有何不同

2020-12-14 百家號

在經歷了TN-LCD和STN-LCD時代，目前的消費級LCD都是TFT-LCD，而主流的LCD基本排列分為IPS，類VA，類TN，從來沒有誰可替代誰的區別，都是孰優孰劣的。

所謂的TN/VA/IPS，指的是TFT-LCD所用的液晶分子種類。猶豫液晶材料的特性和不同，驅動方式和色彩表現也有很大不同。

EizoJapan

IPS

EizoJapan

2001，日立Hitachi推出了基於GuenterBaur等科學家在1990年的專利上改進研發的「SuperTFT」技術，也就是現在我們俗稱的IPS-LCD（In-PlaneSwitching）。上圖IPS液晶分子的亮機都是在同一平面，不論什麼狀態，液晶分子都是和屏幕平行，保持二維的躺平，這一特性帶來了IPS非常好的可視角度。當然任何事情都是兩面性的，這也導致開口率低，透光率減少的問題，所以導致「IPS漏光」的問題，因為要穿透平行排列的分子呈現出一樣的亮度對背光發出的亮度有更高的需求，導致漏光會更明顯，亮度均勻性會遜於TN和VA。

所以IPS優勢就是各個角度都可以獲得比較完美的色彩及亮度還原，但是從根本性上也存在漏光，原生對比度不足，想要獲得純淨的黑色表現必須上FullArray Local Dimming，也就是全陣列分區背光。

當然，這不影響IPS可視角度遠好於TN，響應速度比VA還要快。在低預算裡IPS是最容易獲得好的效果的一種排列方式。當然我想問有些顯示器商家鼓吹IPS壓倒性戰勝VA/TN，IPS色彩表現遠超於VA/TN，如果真是這樣為什麼NEC，Eizo還要出TN/VA產品？

VA

EizoJapan

*以下討論的顯示器的小尺寸VA，大尺寸的電視VA沒有黑轉灰速度慢的問題

VA(Vertical Alignment)，垂直排列當然是垂直排列，上圖很直觀的描述了VA排列下液晶分子的工作狀態：不施加電壓（暗態）時豎直，隨著電壓的提高不斷往下倒，直到最高電壓（明態）時徹底躺平，VA擁有非常誇張（指和TN/IPS對比）的對比度，擁有LCD中最純粹深邃的黑色，同時可視角度明顯領先TN一個身位，但也遜於IPS一個身位，和IPS相比，VA在大角度下無法還原準確的色度，觀感上就是黯淡、泛白。

但是VA有一個致命的缺陷：黑到灰的轉換速度非常非常慢，甚至能達到30-40ms，會有類似汙漬的黑色拖尾，運動的黑色場景觀感類似曳著一條長長的彗星尾巴，也就是俗稱的「VA大拖影」。

上：VA 下：IPS Rtings

得益於高對比度帶來的深邃黑場以及比IPS強得多的漏光控制，VA顯示器往往有著絕佳的暗室性能和HDR效果；但也因為黑轉灰響應速度的天生殘廢導致絕大多數VA顯示器也僅僅適用於觀看視頻，VA是優秀的靜態面板，也僅僅是靜態面板。

TN

Eizo Japan

由於TN(TwistedNematic)技術源遠流長，在TFT-LCD問世之前就已經存在過技術的迭代，因此TN-TFT在製程上容易掌握，生產成本相對低廉。TN-TFT和IPS/VA完全相反，在不施加電壓時液晶分子平躺、以螺旋方式排列；在對TFT施加電壓之後，又隨著電壓的增大逐漸站直，此時反倒是暗態。因為螺旋狀排列結構存在順時針與逆時針的差異，所以原理上就決定了TN-TFT的缺點：難以挽救的垂直可視角度。雖然各個面板廠商都做出了儘可能的努力改善了水平的可視角度，但是垂直視角的光學表現還是比較糟糕。

但是俗話說得好，悶聲發上帝給你關上了一道門，總會給你留一扇窗。TN面板有著IPS難以企及的像素響應時間，哪怕用上了快速液晶技術的IPS也沒法趕上傳統的TN，Auo更是把快速液晶技術和TN相結合，做出了隔壁VA看了都饞哭了的恐怖響應速度。這使TN在「電競」一途大展拳腳，在對更高的刷新率探索上一騎絕塵，——在用上了快速液晶技術的速度最快的IPS的響應速度還滿足不了280Hz的響應需求*時，Rog已經挑出了快速液晶的TN面板來生產360Hz的電競顯示器。

TFTCentral的評論：速度最快的IPS無法滿足280Hz的響應需求

左：240Hz的IPS 右：240Hz的TN

尾巴

一談到LCD顯示器總能有一些奇怪的「面板歧視」，諸如「VA打擾了」「TN打擾了」「我只用IPS」，而某些廠家的營銷也是堪稱「不擇手段」，諸如「IPS是更好的'硬屏'」而「TN/VA是廉價的'軟屏'」，實際上不同排列的LCD都有自己得天獨厚的獨特優勢，沒有孰優孰劣的區別，用怎樣的顯示器就應該取決於你的需求，選擇應該是需求驅動的。

實際上真正的大廠都是理解並把不同面板的優勢發揮到極致，為滿足不同的需求打造不同的顯示器，Eizo也有在做VA/TN的技監，一個勁的鼓吹某種分子排列的TFT-LCD是無良的小商家該做的，咱消費者就不要幹這種蠢事了。

真要玩面板其實還得OLED，接近無限的誇張可視角度和對比度，輕薄的體積，誇張的色域覆蓋和響應時間，在MicroLED普及之前，我還是最看好OLED，而且評論裡有人說OLED豔麗，我只能說不要被手機OLED荼毒太深啊！目前世界上色彩準確度最好的監視器就是SonyBVM-X300 V2，30寸的4KTRIMASTERE EL OLED，被譽為色彩標準器，OLED目前最大的問題還是受限於壽命問題，不能做高亮度。

當然現在還有一些6位數的顯示器用的雙層面板，比如EizoCG3145，用的雙層面板，IPS+TN可以做到高亮度，克服自動亮度限制（ABL）的問題

左為採用自動亮度限制（ABL）技術的HDR監視器，右為CG3145 Eizo中國

而且目前也解決了LCD分區背光導致的光暈問題

左為採用分區背光亮度控制的HDR監視器，右為CG3145 Eizo中國

當然老生常談的問題，事情都有兩面性，沒有什麼東西是完美的，那就是這顯示器響應時間爆炸不可能做Gaming HDR顯示器。

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