吴志男、黄琬姝、郑惟中／国立交通大学光电系显示科技研究所
依视角改变而产生的色偏现象，是液晶显示技术的主要缺点之一。随着视角增大，不仅色彩产生偏移，亮度和对比也会下降，影像质量因而更加劣化。本文将介绍色偏特性的量测与视角变化的人因考虑，并提出新的解决方法。利用同时调节背光和液晶面板穿透度的方式，来降低色偏的现象，除了可降低亮度与色彩饱和度随视角增大的损失，也可降低背光的功率消耗而延长电池的使用时间。
液晶面板是目前显示器之主流，不论是应用在数字相机、行动电话、个人数字助理、电玩等等可携式电器的小尺寸面板，甚至是大尺寸的液晶电视，宽广的视角都是一项重要的诉求。一般而言，液晶电视确实需要广视角技术以满足多人同时分享高质量画面，但另一方面，小尺寸面板如掌上型计算机，更需要广视角技术以适应使用者不断变化的视角。这些可置于手上的小尺寸显示器虽然可以随意调整位置而找到最佳的视角，但事实上有更重要的因素会决定掌上型显示器的方位。以数字相机的显示器屏幕为例，数字相机之所以能取代传统底片相机的主要原因之一，就是可以当场检视刚拍下来或即将拍出来的结果。屏幕中呈现的影像，可以协助摄影者决定快门的时机、构图的方法、曝光的调整，在拍下影像之后，一旦效果不如预期，可马上决定是否重拍以得到更好的影像、或是删除影像文件以节省内存空间、最后更可决定放大冲印的大小与数量、或透过网络传送给亲朋好友分享。由此可知，在影像撷取到再生的过程中，液晶显示器的影像质量确实扮演了关键的角色。在实际的拍摄过程中，相机的方位通常是由被摄物决定，而非拍摄者的视角所决定。比方说，在拍摄孩童时采用低角度，在近拍花朵时使用俯角度，在抢拍被影迷包围的明星时则会把相机高举过头。在不同的情况下，将液晶显示器调整到正视角并不容易也不实际，而偏视角所带来的色偏，就导致了拍摄者对影像的误判。为弥补液晶显示器的这项缺点，专业的数字相机会提供亮度分布图(histogram)，让拍摄者准确地检视影像质量。
过去几年中，广视角一直是液晶显示业界研发的重点，如各种不同Vertical Alignment (VA)技术的变型(文献2)。VA技术虽然改善了可接受视角的广度，然而代价是利用穿透率较低的滤光片来维持色彩饱和度，导致了消耗更高的功率与能源，并不是可携式屏幕的理想解决方案。
这些方法着眼于增加更多的可接受视角，因为面板在设计制造后便无法更动，亦无法针对使用者的人数与方位作动态调整。
另一种方法是让液晶显示器随着使用者的方位，自动校正辉度与色彩。这种方法需要一个摄影机去捕捉使用者的脸部影像，来计算使用者的视角。这种独立外挂式方法的优点是与面板设计无关，可应用在任何不同技术的面板上，甚至可以针对每个单独的面板作不同的校正，以补偿制程中所产生的差异。
以外挂感应器提供的信息来调节显示器的影像并非崭新的概念，在现今的电视产品中，已有多种低价款式利用感应器侦测环境光的强度，再依其调节背光的强度，而达到舒适与省电的效果。在可见的未来，此类可适应不同观赏环境的技术势必会扩展到其它方面的应用。以行动电话和掌上型计算机来说，目前的中价位机种已提供相机功能，甚至前后各有CCD摄影镜头。若能利用这些相机补捉使用者的行为，就能更有效率地管理系统运作，当使用者离开时，系统可以把不需要用到的模块如显示器、键盘和鼠标关闭以节省能源(文献5)。近年来此类利用人机接口与互动的研究来改善产品设计的趋势，已日渐受到重视。
液晶面板的视角特性
一般的产业运用上，液晶显示器的可接受视角(VA)是以辉度对比(luminance contrast ratio)来定义。
辉度对比定义成最大与最小辉度的比值(Lmax/Lmin)。这种方式只能表示可接受视角的广度，忽略了色偏现象，因此无法表达可接受视角内色彩质量劣化的趋势。例如，图二中是相同的显示器(Acer AL1913)从三个不同角度观看所呈现的结果。虽然三张影像都符合以上CR≧10的可接受视角的定义，然而实务上，大部份的使用者无法接受后二者的影像质量。视角(θ)与方位角(Φ)的定义在图一中。
