Introduzione ai display VATN-LCD ad ampio angolo di visione
Tre tecnologie LCD dominano il mercato:
- TN (twisted nematic mode, modalità nematica twistata)
- VA (vertical alignment mode, allineamento verticale)
- ÍPS (in-plane switching mode, commutazione in piano)
Le tecnologie di display VA possono essere suddivise in tre gruppi:
- MVA (multi-domain vertical alignment) di Fujitsu
- PVA (patterned vertical alignment) di Samsung
- CPA (continuous pinwheel alignment) di Sharp
Per evitare confusione con i display VA TFT, ci riferiamo comunemente ai VA LCD come VATN.
Prima dell'accensione, l'allineamento dei cristalli liquidi è perpendicolare al vetro, a differenza dei TN LCD, dove è parallelo al substrato di vetro. Come mostrato in figura 1, la luce viene bloccata dal polarizzatore durante il passaggio, rendendo il display nero.
Dopo l'applicazione della tensione, i cristalli liquidi si inclinano e si muovono. Con i cristalli inclinati, la luce attraversa più facilmente il polarizzatore, e quindi il display appare biancastro. In termini di contrasto visivo, il VATN supera le prestazioni dei TN.

Figura 1: meccanismo di visualizzazione dei cristalli liquidi VATN & TN
Con la formazione dei cristalli liquidi VATN, appare un "punto cieco" (o inversione della scala di grigi) in determinati angoli di visione, come mostrato nella foto 2.
A causa degli angoli di rotazione dei cristalli liquidi, la luce che li attraversa diventa direzionale, causando deviazioni di luce e colore. Questo è il principale motivo della cosiddetta inversione della scala di grigi e deviazione cromatica.

Figura 2: inversione della scala di grigi del VATN con angoli di visione 6H e 12H
Cause dell'inversione della scala di grigi:
Gli assi lunghi e corti dei cristalli liquidi, come mostrato in figura 3, producono diversi livelli di rifrazione. Questo fenomeno è chiamato birifrangenza.
I LCD sfruttano questa caratteristica ottica unica dei cristalli liquidi, mostrando differenti livelli di luminosità a seconda dell'angolo di passaggio della luce.

Figura 3: schema delle molecole di cristallo liquido
La luminosità e il contrasto cambiano a seconda dell'angolo di visione. Ciò accade perché ad un angolo si osservano più assi lunghi e ad altri più assi corti. Negli angoli dominati dagli assi corti, si verifica l'inversione della scala di grigi (il nero diventa più chiaro e il bianco più scuro), come mostrato in figura 4.

Figura 4: cause dell'inversione della scala di grigi
Per risolvere il problema dell'inversione della scala di grigi, Winstar offre una soluzione VATN ad ampio angolo di visione. Come mostrato in figura 5, non si verifica inversione, rendendolo ideale per applicazioni ad alto contrasto e ampia visione.

Figura 5: miglioramento VATN con minore inversione della scala di grigi
Meccanismo della tecnologia VATN full-view:
Per migliorare le aree cieche dell'angolo di visione, viene utilizzato l'effetto campo elettrico frangia (Fringe-Field), creando elettrodi a gap diviso con dislocazioni superiore e inferiore per generare un campo elettrico simmetrico e curvo. Così, i cristalli liquidi si inclinano in diverse direzioni.
Quando non alimentato, l'allineamento è verticale come nei VATN generali; dopo l'accensione, i cristalli liquidi assumono più angoli di inclinazione contemporaneamente. L'osservatore vede più assi simultaneamente da tutti gli angoli, bilanciando luminosità e oscurità, migliorando il contrasto da ogni angolo e ampliando l'angolo di visione, risolvendo l'inversione della scala di grigi, come mostrato in Figura 6.

Figura 6: teoria tecnica VATN
Caratteristiche dei prodotti VATN full-view di WINSTAR:
- Rapporto di contrasto elevato: fino a 120:1
- Ampio angolo di visione: fino a 170° (H) 110° (V)
- Modalità: visualizzazione negativa limitata (sfondo nero intenso)
- Colore del testo: bianco, compatibile con serigrafia personalizzata
- Requisiti Duty: ≤ 1/4 Duty
- Colori retroilluminazione: bianco/verde-giallo/verde/rosso/blu
La differenza tra VATN ad ampio angolo di visione e VATN generale, come mostrato in Tabella 1
Differenze tra VATN ad ampio angolo di visione e VATN generale
| Voce |
Interfaccia |
Maschera |
Angolo di visione |
Tensione |
Duty |
| VATN ad angolo normale |
Zebra Heat Seal PIN |
Film Mask |
3H/6H/9H/12H |
VOP>4.0V |
Duty ≤ 1/18 |
| COG |
Cr Mask ×1 |
Zona cieca in direzione opposta |
— |
— |
| VATN ad ampio angolo |
Zebra Heat Seal PIN / COG |
Cr Mask ×2 |
Visione completa, nessuna zona cieca |
VOP>4.5V |
Duty ≤ 1/4 |
Nota: l'ampio angolo di visione richiede due maschere Cr, aumentando leggermente il costo. Inoltre, il Duty consigliato è inferiore a 1/4 e la VOP è leggermente più alta rispetto al VATN normale.
Approfondimenti
Per le applicazioni che richiedono sia la funzione di visualizzazione sia l’ingresso tramite touch key, fare riferimento al seguente articolo:
LCD VATN avanzato con tecnologia Touch Key: la soluzione di visualizzazione ideale