Панель IPS - IPS panel

IPS (переключение в плоскости) - экранная технология для жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи). Он был разработан для устранения основных ограничений эффект закрученного нематического поля (TN) матричные ЖК-дисплеи, которые были распространены в конце 1980-х годов. Эти ограничения включали сильную зависимость от угла обзора и низкое качество воспроизведения цвета. Переключение в плоскости включает в себя расположение и переключение ориентации молекулы из жидкокристаллический (LC) слой между стекло субстраты. Это делается, по сути, параллельно этим стеклянным пластинам.[1]

История

Метод TN был единственной жизнеспособной технологией для активная матрица ЖК-дисплеи TFT в конце 1980-х - начале 1990-х гг. Ранние панели демонстрировали инверсию оттенков серого сверху вниз,[2] и имел высокое время отклика (для такого перехода 1 мс визуально лучше, чем 5 мс). В середине 1990-х годов были разработаны новые технологии - обычно IPS и Vertical Alignment (VA) - которые могли устранить эти недостатки и были применены к крупным компьютерный монитор панели.

Один из подходов, запатентованный в 1974 г., заключался в использовании взаимно-цифровых электроды на один стакан субстрат только чтобы произвести электрическое поле по существу параллельно стеклянным подложкам.[3][4] Однако изобретатель еще не смог реализовать такие ЖК-дисплеи IPS, превосходящие дисплеи TN.

После тщательного анализа подробности о выгодных молекулярных структурах были внесены в Германия Гюнтер Баур и др. и запатентован в различных странах, включая США, 9 января 1990 г.[5][6] В Общество Фраунгофера в Фрайбург, где работали изобретатели, передали эти патенты Merck KGaA, Дармштадт, Германия.

Вскоре после этого, Hitachi Японии подали патенты на улучшение этой технологии. Лидером в этой области был Кацуми Кондо, работавший в исследовательском центре Hitachi.[7] В 1992 году инженеры Hitachi разработали различные практические детали технологии IPS для соединения тонкопленочный транзистор массив как матрица и чтобы избежать нежелательных случайных полей между пикселями.[8][9] Hitachi также улучшила зависимость от угла обзора за счет оптимизации формы электродов (Супер IPS). NEC и Hitachi стали первыми производителями ЖК-дисплеев с активной матрицей, основанных на технологии IPS. Это важный этап в реализации ЖК-дисплеев с большим экраном, обеспечивающих приемлемые визуальные характеристики для компьютерных мониторов с плоским экраном и телевизионных экранов. В 1996 г. Samsung разработали технику формирования оптического рисунка, которая позволяет использовать многодоменный ЖК-дисплей. Многодоменная и плоскостная коммутация впоследствии остаются доминирующими конструкциями ЖК-дисплеев до 2006 года.[10]

Позже компания LG Display и другие южнокорейские, японские и тайваньские производители ЖК-дисплеев адаптировали технологию IPS.

Технология IPS широко используется в панелях для телевизоров, планшетные компьютеры, и смартфоны. В частности, все Apple Inc. продукты, продаваемые с этикеткой Retina Display (например, iPhone 4 и более поздние версии,[11] iPad 3 включен,[12] iPad Mini 2 вкл., MacBook Pro с дисплеем Retina[13]) оснащены ЖК-дисплеями IPS со светодиодной подсветкой. подсветка.

Развитие технологии Hitachi IPS[14][15]
ИмяНикГодПреимуществоПропускание /
Контрастность		Замечания
Супер TFTIPS1996Широкий угол обзора100/100
Базовый уровень		Большинство панелей также поддерживают true 8-битный цвет на канал. Эти улучшения произошли за счет меньшего времени отклика, первоначально около 50 мс. Панели IPS также были чрезвычайно дорогими.
Супер-IPSS-IPS1998Без изменения цвета100/137С тех пор IPS был заменен S-IPS (Супер-IPS, Hitachi Ltd. в 1998 г.), который обладает всеми преимуществами технологии IPS с добавлением улучшенной синхронизации пикселей.[количественно оценить ]
Расширенный Super-IPSAS-IPS2002Высокий коэффициент пропускания130/250AS-IPS, также разработанный Hitachi Ltd. в 2002 г. существенно улучшается[количественно оценить ] по контрастности традиционных панелей S-IPS до такой степени, что они уступают лишь некоторым S-PVA.[нужна цитата ]
IPS-ProvectusIPS-Pro2004Высокая контрастность137/313Новейшая панель от IPS Alpha Technology с более широкой цветовой гаммой[количественно оценить ] и коэффициент контрастности[количественно оценить ] согласование дисплеев PVA и ASV без свечения под углом.[нужна цитата ]
IPS AlphaIPS-Pro2008Высокая контрастностьНовое поколение IPS-Pro
IPS Alpha Next-GenIPS-Pro2010Высокая контрастность
Разработка технологии LG IPS
ИмяНикГодЗамечания
Горизонтальный IPSБЕДРА2007Улучшает[количественно оценить ] контрастность при раскладке плоскости скрученного электрода. Также представлена ​​дополнительная поляризационная пленка Advanced True White от NEC, которая делает белый цвет более естественным.[количественно оценить ]. Используется в профессиональных ЖК-экранах и ЖК-экранах для фотографий.[нужна цитата ]
Улучшенный IPSE-IPS2009Шире[количественно оценить ] апертура для светопропускания, позволяющая использовать менее мощные и дешевые лампы подсветки. Улучшает[количественно оценить ] угол обзора по диагонали и еще больше сократить время отклика до 5 мс.[нужна цитата ]
Профессиональный IPSP-IPS2010Предлагает 1,07 миллиарда цветов (глубина цвета 30 бит).[нужна цитата ] Более возможные ориентации на субпиксель (1024 вместо 256) и обеспечивают лучшее[количественно оценить ] истинная глубина цвета.
Улучшенный высокопроизводительный IPSAH-IPS2011Повышенная точность цветопередачи, увеличенное разрешение и PPI, а также повышенная светопропускание для снижения энергопотребления.[16]

Технологии

Принципиальная схема ЖК-дисплея IPS

Выполнение

В этом случае оба линейных поляризационные фильтры У P и A оси передачи в одном направлении. Чтобы получить закрученную на 90 градусов нематическую структуру слоя ЖК между двумя стеклянными пластинами без приложенного электрического поля (ВЫКЛЮЧЕННЫЙ состоянии) внутренние поверхности стеклянных пластин обрабатываются для выравнивания граничащих молекул ЖК под прямым углом. Эта молекулярная структура практически такая же, как в ЖК-экранах TN. Однако расположение электродов e1 и e2 отличается. Поскольку они находятся в одной плоскости и на одной стеклянной пластине, они создают электрическое поле, по существу параллельное этой пластине. Диаграмма не в масштабе: слоя ЖК всего несколько микрометры толстая и поэтому очень мала по сравнению с расстоянием между электродами.

Молекулы ЖК имеют положительный диэлектрический анизотропия и выравниваются так, чтобы их длинная ось была параллельна приложенному электрическому полю. в ВЫКЛЮЧЕННЫЙ В состоянии (показано слева) входящий свет L1 становится линейно поляризованным поляризатором P. Скрученный нематический ЖК-слой поворачивает ось поляризации проходящего света на 90 градусов, так что в идеале свет не проходит через поляризатор A. НА В этом состоянии между электродами подается достаточное напряжение, и создается соответствующее электрическое поле E, которое выравнивает молекулы ЖК, как показано справа от диаграммы. Здесь свет L2 может проходить через поляризатор A.

На практике существуют другие схемы реализации с другой структурой молекул ЖК - например, без каких-либо изгибов в ВЫКЛЮЧЕННЫЙ государственный. Поскольку оба электрода находятся на одной подложке, они занимают больше места, чем электроды матрицы TN. Это также снижает контраст и яркость.[17]

Позднее был представлен Super-IPS с лучшим временем отклика и цветопередачей.[18]

Такое расположение пикселей можно найти в ЖК-дисплеях S-IPS. А шеврон форма используется для расширения конус обзора.

Преимущества

  • Панели IPS отображают согласованные и точные цвета со всех углов обзора.[19] Современное (2014 г.) сравнение панелей IPS и TN относительно согласованности цвета под разными углами обзора можно увидеть на веб-сайте Япония Дисплей Inc.[20]
  • В отличие от ЖК-дисплеев TN, панели IPS не светлеют и не выделяются при прикосновении. Это важно для устройств с сенсорным экраном, таких как смартфоны и таблетки.[21]
  • Панели IPS обеспечивают четкое изображение и стабильное время отклика.[17]

Недостатки

  • Панели IPS требуют на 15% больше энергии, чем панели TN.[22]
  • Панели IPS дороже в производстве, чем панели TN.
  • Панели IPS стали длиннее время ответа чем панели TN.[23]
  • IPS-панели иногда уязвимы для дефектов Утечка подсветки

Альтернативные технологии

Переключение плоскости на линию (PLS)

К концу 2010 г. Samsung Electronics представила Super PLS (переключение между плоскостями) с целью предоставления альтернативы популярной технологии IPS, которая в основном производится LG Display. Это технология панели «IPS-типа», которая очень похожа по характеристикам, характеристикам и характеристикам на предложение LG Display. Samsung использует панели PLS вместо AMOLED панелей, потому что в прошлом панели AMOLED не могли полностью реализовать HD резолюция о мобильные устройства. Технология PLS - это широкоугольная ЖК-технология Samsung, аналогичная технологии IPS LG Display.[24]

Samsung заявляет о следующих преимуществах Super PLS (обычно называемых просто «PLS») над IPS:[25]

  • Дальнейшее улучшение угла обзора
  • 10-процентное увеличение яркости
  • Снижение производственных затрат до 15%
  • Повышенное качество изображения
  • Гибкая панель

Расширенный угол обзора (AHVA)

В 2012 году компания AU Optronics начала инвестировать в собственную технологию IPS, получившую название AHVA. Это не следует путать с их давней технологией AMVA (которая VA-типа технологии). Производительность и характеристики остались очень похожими на предложения LG Display IPS и Samsung PLS. Первые панели типа IPS, совместимые с 144 Гц, были произведены в конце 2014 года (впервые использовались в начале 2015 года) компанией AUO, опередив Samsung и LG Display в обеспечении панелей типа IPS с высокой частотой обновления.[26][27]

Производители

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Кросс, Джейсон (18 марта 2012 г.). «Объяснение цифровых дисплеев». TechHive. Мир ПК. п. 4. В архиве из оригинала 2 апреля 2015 г.. Получено 19 марта 2015.
  2. ^ «Технология TFT: увеличение угла обзора». Riverdi (производитель модулей TFT). Архивировано из оригинал 23 апреля 2016 г.. Получено 5 ноября 2016. Однако [скрученный нематик] страдает от явления, называемого инверсией шкалы серого. Это означает, что дисплей имеет одну сторону просмотра, на которой цвета изображения внезапно меняются после превышения указанного угла обзора. (см. изображение Эффект инверсии )
  3. ^ «Библиографические данные: US3834794 (A) - 1974-09-10». Espacenet.com. Получено 9 октября 2013.
  4. ^ Патент США 3,834,794 : Р. Сореф, Жидкокристаллическое устройство измерения и отображения электрического поля, поданной 28 июня 1973 г.
  5. ^ «Библиографические данные: US5576867 (A) - 1996-11-19». Espacenet.com. Получено 9 октября 2013.
  6. ^ США 5576867  патент
  7. ^ «Награды и награды SID 2014». SID informationdisplay.org. Архивировано из оригинал 16 апреля 2014 г.. Получено 4 июля 2014.
  8. ^ «Эспаснет - Библиографические данные». Worldwide.espacenet.com. 28 января 1997 г.. Получено 15 августа 2014.
  9. ^ Патент США 5,598,285 : К. Кондо, Х. Терао, Х. Абэ, М. Охта, К. Судзуки, Т. Сасаки, Г. Кавачи, Дж. Охвада, Жидкокристаллическое устройство отображения, поданной 18 сентября 1992 г. и 20 января 1993 г.
  10. ^ «Оптический узор» (PDF). Природа. 22 августа 1996 г.. Получено 13 июн 2008.
  11. ^ Технические характеристики iPhone 5c В архиве 31 октября 2013 г. Wayback Machine
  12. ^ Сравнение моделей iPad В архиве 24 октября 2012 г. Wayback Machine
  13. ^ Технические характеристики Mac Book Pro с дисплеем Retina В архиве 8 января 2014 г. Wayback Machine
  14. ^ IPS-Pro (развивающаяся технология IPS) В архиве 29 марта 2010 г. Wayback Machine
  15. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 15 ноября 2012 г.. Получено 24 ноября 2013.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  16. ^ tech2 News Staff. «LG представляет дисплеи AH-IPS со сверхвысоким разрешением». Firstpost.com. В архиве из оригинала 11 декабря 2015 г.. Получено 10 декабря 2015.
  17. ^ а б Бейкер, Саймон (30 апреля 2011 г.). «Панельные технологии: TN Film, MVA, PVA и IPS Explained». Tftcentral.co.uk. В архиве из оригинала 29 июня 2017 г.. Получено 13 января 2012.[ненадежный источник? ]
  18. ^ «Объяснение технологии ЖК-панелей». PChardwarehelp.com. Архивировано из оригинал 14 января 2012 г.. Получено 13 января 2012.[ненадежный источник? ]
  19. ^ Сравнения сделаны LG Display В архиве 13 января 2013 г. Wayback Machine
  20. ^ Визуальное сравнение IPS и TN, проведенное Japan Display Inc. В архиве 28 марта 2014 г. Wayback Machine
  21. ^ ИПС «Стабильная панель» В архиве 2 мая 2015 г. Wayback Machine
  22. ^ Иваньков, Алексей (1 сентября 2016). «Преимущества и недостатки технологии экрана IPS». Версия Daily. Архивировано из оригинал 26 сентября 2017 г.. Получено 25 сентября 2017.
  23. ^ «Руководство по отображению и графике». Пенсильванский университет. Получено 14 февраля 2019.
  24. ^ «Samsung применяет IPS вместо AMOLED: почему?». seoul.co.kr. В архиве из оригинала 21 декабря 2012 г.. Получено 9 ноября 2012.
  25. ^ «Samsung PLS улучшает IPS-дисплеи, такие как iPad, и стоит меньше». electronicista.com. В архиве из оригинала 27 октября 2012 г.. Получено 30 октября 2012.
  26. ^ «AU Optronics разрабатывает дисплейные панели IPS-типа с частотой обновления 144 Гц». В архиве из оригинала 17 мая 2015 г.
  27. ^ «Разработаны панели 144 Гц IPS-типа - также 1440p». В архиве из оригинала 18 мая 2015 г.

внешняя ссылка