2024年3月21日发(作者：戈绣)
液晶显示器侧视角发红机理分析及改善
摘要 随着现代计算机信息技术的深入发展，计算机的使用已经在全社会普
及，而计算机硬件设备的质量越来越受到人们的关注。本文拟对计算机液晶显示
器侧视角发红机理进行分析研究，以期为改进和完善计算机制造技术提供有价值
的参考。
关键词 液晶显示器；侧视角发红；机理分析
在我国，随着经济社会的快速发展，计算机已经成为全社会广泛普及的应用
设备。从市面情况看，当前计算机和电视的显示器的主流是液晶显示器，薄膜晶
体管液晶显示器的面板包括平行设置的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板
以及两者之间的液晶层，其中彩膜基板具有使成像图像彩色化的功能。随着现代
科技的进一步发展，液晶显示技术将逐渐向大尺寸、低能耗、低成本等方向发展，
而液晶显示器存在的侧视角发红不良问题，在一定程度上成为显示器发展的阻
滞。因此，有必要对液晶显示器侧视角发红机理加强研究与分析，判断其在材料、
技术等方面存在的缺陷与不足，并采取相应的应对措施。
1 液晶显示器侧视角发红的现象表征
液晶显示器，又称为LCD，是计算机、电视等视频播放设备的核心部件之
一，市面上以平板屏幕为主，但也有曲面屏等其他显示器种类。对于平板屏幕来
说，从侧面看色彩会存在不一样的地方，呈现出发红的表象特征。这一现象，实
际上是边缘布光不够均匀，或者光线过亮，从而产生了光线偏离，又被称为“漏
光”。
在TN面板中，屏幕的可视角度相对较少，如果在侧视角方位进行观看，就
会发现屏幕发红的现象。即使是高端技术制作的TN面板，虽然可以超过普通的
TN面板，达到较广的可视角度，色彩也相加准确，但其受到技术制约，仍然无
法达到广视角度，偏色的问题并没有得到根本的解决。而PVA、IPS的色域都可
以达到广色域的级别，因而色彩要比TN面板更好。背光的LED液晶显示器，
则不会受到可视角度的影响[1]。
2 液晶显示器侧视角发红的机理研究与分析
液晶的特性，介于晶体和液体之间，既具备分子的有序性特征，又拥有液体
分子的流动能力。这种液晶相决定了液晶材料的特性之一，即会根据方向的变化
而转变。彩色的LCD中，每一个像素都是由红、绿、蓝三种子像素共同组成，
通过光线强度的改变从而呈现出各种各样的色彩。这种液晶的一大缺点，就是因
为相互对齐造成LCD无法在侧面进行准确的色彩渲染。
通过对液晶显示器的参数进行定性分析，显示行业中定义Rth=[（Nx+Ny）
/2-Nz]*d[5-7]，其中Nx，Ny，Nz分别为x，y，z三个方向上的折射率，d为测
试膜层的厚度。当光线沿z轴方向入射时，由于z轴为主光轴方向，不会发生双
折射现象，光线出射仍然是线偏振光。当光线与z轴成一定角度入射时，由于
NxNy≠Nz，因此会出现双折射现象，在这里表现为旋光效应，出射光变为椭圆
偏振光。当入射光线在xy平面内时，由于光强度在z轴方向的分量为0，因此
出射光线依然为线偏振光，仅与圆偏振光存在固定位相差。
通过电子显微镜对液晶显示器的膜层进行观察，其内部的色彩按照z轴的平
行方向进行分布。外部光线沿着z轴的夹角进入液晶显示器后，其光线以椭圆偏
振的方式射出，从而呈现出发红漏光的现象。当沿垂直方向观察时，由于出射光
线仍为线偏振光，可以通过调整液晶的偏振电压，改变照射到CR上的入射光的
初始相位，消除漏光。
显示器中背光源中发出圆偏振光，经过TFT侧POL起偏变为线偏振光。线
偏振光经过TFT基板，液晶，均不会产生偏振状态的改变。正常状态下，CR的
Rth20nm，即Nx≈Ny>Nz，z轴方向的折射率明显小于xy方向，因此z轴方向的
光强出现明显滞后，出现明显的旋光效应，上偏振片不再能完全将透射光遮挡，
于是侧视角发红被观测到。
3 液晶显示器侧视角发红问题改善
根据现行的研究情况看，液晶显示器的侧视角发红问题已经得到了高度重
视，并且取得了一定的研究成果。本文主要就多象限显示技术及补偿膜原理两个
方向进行分析，对其改善液晶显示器侧视角发红问题进行阐述。
所谓多象限显示技术，由Dimitri Ivanov 教授领导的国际科研团队提出的技
术方案，并且由俄、德、法等多国的科学研究领域专家进行合作实验，最终得出
了一种液晶定向的全新方法。这种技术，对液晶显示器的材料进行了新的研究，
采用具有链状重复结构的长分子组成的液晶聚合物为基础材料，并将液晶定向机
制应用到该技术之中。该聚合物材料是poly，其分子结构是硅原子与氧原子之间
的链接，其侧链是亚甲基。经研究发现，每一个亚甲基的增加，都会对液晶的方
向产生影响，因而只要将色彩的子像素定向到不同的方向上，形成像素之间的色
彩补偿，有效改善色彩的显示。借助这一原理，可以设计出视角更好的液晶显示
器。
补偿膜的概念，起先是由Clerc教授提出的，并于二十世纪末被应用于TN
液晶显示器面板。这种技术，不需要对液晶显示器本身做出任何改动，因而技术
难度相对较低。这种补偿膜，也被称为负性双折射补偿膜，主要是補偿通电时液
晶显示器的黑态，减少侧视角的漏光现象，从而确保在同样的电压之下，拥有更
加良好的视觉效果。当然，研究也表明，这种补偿膜并不能解决液晶显示器温度
所导致的斜视角色移问题，以及屏幕上部视区范围的灰度倒置。因此，当下又研
发出多畴TN-LCD技术，使显示器的水平与垂直角度上都有着对称的视角，从
而有效处理好灰度倒置的问题。
4 结束语
根据上述分析，我们可以看出，液晶显示器侧视角之所以出现发红的现象，
与膜层厚度、上偏振片与观察方向的夹角、材料等都有着密切的联系，因此从技
术层面看，要对液晶显示器膜层百度进行适当的消减，并对上偏振片与观察方向
的夹角进行一定程度的缩减，必要时可以研究探索新型的元件材料，从而有效改
善发红问题，为液晶显示器的产品改良、升级与研发提供有价值的参考。
参考文献
[1] 万冀豫，冯贺，汪栋，等.液晶显示器侧视角发红机理分析及改善[J].液
晶与显示，2018，33（1）：38-42.
2024年3月21日发(作者：戈绣)
液晶显示器侧视角发红机理分析及改善
摘要 随着现代计算机信息技术的深入发展，计算机的使用已经在全社会普
及，而计算机硬件设备的质量越来越受到人们的关注。本文拟对计算机液晶显示
器侧视角发红机理进行分析研究，以期为改进和完善计算机制造技术提供有价值
的参考。
关键词 液晶显示器；侧视角发红；机理分析
在我国，随着经济社会的快速发展，计算机已经成为全社会广泛普及的应用
设备。从市面情况看，当前计算机和电视的显示器的主流是液晶显示器，薄膜晶
体管液晶显示器的面板包括平行设置的薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板
以及两者之间的液晶层，其中彩膜基板具有使成像图像彩色化的功能。随着现代
科技的进一步发展，液晶显示技术将逐渐向大尺寸、低能耗、低成本等方向发展，
而液晶显示器存在的侧视角发红不良问题，在一定程度上成为显示器发展的阻
滞。因此，有必要对液晶显示器侧视角发红机理加强研究与分析，判断其在材料、
技术等方面存在的缺陷与不足，并采取相应的应对措施。
1 液晶显示器侧视角发红的现象表征
液晶显示器，又称为LCD，是计算机、电视等视频播放设备的核心部件之
一，市面上以平板屏幕为主，但也有曲面屏等其他显示器种类。对于平板屏幕来
说，从侧面看色彩会存在不一样的地方，呈现出发红的表象特征。这一现象，实
际上是边缘布光不够均匀，或者光线过亮，从而产生了光线偏离，又被称为“漏
光”。
在TN面板中，屏幕的可视角度相对较少，如果在侧视角方位进行观看，就
会发现屏幕发红的现象。即使是高端技术制作的TN面板，虽然可以超过普通的
TN面板，达到较广的可视角度，色彩也相加准确，但其受到技术制约，仍然无
法达到广视角度，偏色的问题并没有得到根本的解决。而PVA、IPS的色域都可
以达到广色域的级别，因而色彩要比TN面板更好。背光的LED液晶显示器，
则不会受到可视角度的影响[1]。
2 液晶显示器侧视角发红的机理研究与分析
液晶的特性，介于晶体和液体之间，既具备分子的有序性特征，又拥有液体
分子的流动能力。这种液晶相决定了液晶材料的特性之一，即会根据方向的变化
而转变。彩色的LCD中，每一个像素都是由红、绿、蓝三种子像素共同组成，
通过光线强度的改变从而呈现出各种各样的色彩。这种液晶的一大缺点，就是因
为相互对齐造成LCD无法在侧面进行准确的色彩渲染。
通过对液晶显示器的参数进行定性分析，显示行业中定义Rth=[（Nx+Ny）
/2-Nz]*d[5-7]，其中Nx，Ny，Nz分别为x，y，z三个方向上的折射率，d为测
试膜层的厚度。当光线沿z轴方向入射时，由于z轴为主光轴方向，不会发生双
折射现象，光线出射仍然是线偏振光。当光线与z轴成一定角度入射时，由于
NxNy≠Nz，因此会出现双折射现象，在这里表现为旋光效应，出射光变为椭圆
偏振光。当入射光线在xy平面内时，由于光强度在z轴方向的分量为0，因此
出射光线依然为线偏振光，仅与圆偏振光存在固定位相差。
通过电子显微镜对液晶显示器的膜层进行观察，其内部的色彩按照z轴的平
行方向进行分布。外部光线沿着z轴的夹角进入液晶显示器后，其光线以椭圆偏
振的方式射出，从而呈现出发红漏光的现象。当沿垂直方向观察时，由于出射光
线仍为线偏振光，可以通过调整液晶的偏振电压，改变照射到CR上的入射光的
初始相位，消除漏光。
显示器中背光源中发出圆偏振光，经过TFT侧POL起偏变为线偏振光。线
偏振光经过TFT基板，液晶，均不会产生偏振状态的改变。正常状态下，CR的
Rth20nm，即Nx≈Ny>Nz，z轴方向的折射率明显小于xy方向，因此z轴方向的
光强出现明显滞后，出现明显的旋光效应，上偏振片不再能完全将透射光遮挡，
于是侧视角发红被观测到。
3 液晶显示器侧视角发红问题改善
根据现行的研究情况看，液晶显示器的侧视角发红问题已经得到了高度重
视，并且取得了一定的研究成果。本文主要就多象限显示技术及补偿膜原理两个
方向进行分析，对其改善液晶显示器侧视角发红问题进行阐述。
所谓多象限显示技术，由Dimitri Ivanov 教授领导的国际科研团队提出的技
术方案，并且由俄、德、法等多国的科学研究领域专家进行合作实验，最终得出
了一种液晶定向的全新方法。这种技术，对液晶显示器的材料进行了新的研究，
采用具有链状重复结构的长分子组成的液晶聚合物为基础材料，并将液晶定向机
制应用到该技术之中。该聚合物材料是poly，其分子结构是硅原子与氧原子之间
的链接，其侧链是亚甲基。经研究发现，每一个亚甲基的增加，都会对液晶的方
向产生影响，因而只要将色彩的子像素定向到不同的方向上，形成像素之间的色
彩补偿，有效改善色彩的显示。借助这一原理，可以设计出视角更好的液晶显示
器。
补偿膜的概念，起先是由Clerc教授提出的，并于二十世纪末被应用于TN
液晶显示器面板。这种技术，不需要对液晶显示器本身做出任何改动，因而技术
难度相对较低。这种补偿膜，也被称为负性双折射补偿膜，主要是補偿通电时液
晶显示器的黑态，减少侧视角的漏光现象，从而确保在同样的电压之下，拥有更
加良好的视觉效果。当然，研究也表明，这种补偿膜并不能解决液晶显示器温度
所导致的斜视角色移问题，以及屏幕上部视区范围的灰度倒置。因此，当下又研
发出多畴TN-LCD技术，使显示器的水平与垂直角度上都有着对称的视角，从
而有效处理好灰度倒置的问题。
4 结束语
根据上述分析，我们可以看出，液晶显示器侧视角之所以出现发红的现象，
与膜层厚度、上偏振片与观察方向的夹角、材料等都有着密切的联系，因此从技
术层面看，要对液晶显示器膜层百度进行适当的消减，并对上偏振片与观察方向
的夹角进行一定程度的缩减，必要时可以研究探索新型的元件材料，从而有效改
善发红问题，为液晶显示器的产品改良、升级与研发提供有价值的参考。
参考文献
[1] 万冀豫，冯贺，汪栋，等.液晶显示器侧视角发红机理分析及改善[J].液
晶与显示，2018，33（1）：38-42.