Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

IPS ( переключение в плоскости ) - это технология экрана для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД). Он был разработан для устранения основных ограничений матричных ЖК-дисплеев с эффектом скрученного нематического поля (TN), которые были распространены в конце 1980-х годов. Эти ограничения включали сильную зависимость от угла обзора и низкое качество воспроизведения цвета. В плоскости переключения включает в себя организацию и переключение ориентации молекул в жидких кристаллах (ЖК) слоя между стеклянными подложками. Это делается, по сути, параллельно этим стеклянным пластинам. [1]

История [ править ]

Метод TN был единственной жизнеспособной технологией для ЖК-дисплеев TFT с активной матрицей в конце 1980-х - начале 1990-х годов. Ранние панели демонстрировали инверсию оттенков серого сверху вниз [2] и имели высокое время отклика (для такого типа перехода 1 мс визуально лучше, чем 5 мс). В середине 1990-х годов были разработаны новые технологии - обычно IPS и вертикальное выравнивание (VA) - которые могли устранить эти недостатки и были применены к большим панелям компьютерных мониторов .

Один из подходов, запатентованный в 1974 г., заключался в использовании электродов с взаимно цифровыми обозначениями на одной стеклянной подложке только для создания электрического поля, по существу параллельного 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 отправлены в Германию Guenter Baur et al. и запатентованы в различных странах, включая США, 9 января 1990 года. [5] [6] Общество Фраунгофера во Фрайбурге , где работали изобретатели, передало эти патенты компании Merck KGaA , Дармштадт, Германия.

Вскоре после этого Hitachi из Японии подала заявку 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, чтобы соединить матрицу тонкопленочных транзисторов в виде матрицы и избежать нежелательных полей рассеяния между пикселями. [8] [9] Hitachi также улучшила зависимость от угла обзора за счет оптимизации формы электродов ( Super IPS ). NECи Hitachi стали первыми производителями ЖК-дисплеев с активной матрицей, основанных на технологии IPS. Это важная веха для внедрения ЖК-дисплеев с большим экраном с приемлемыми визуальными характеристиками для компьютерных мониторов с плоским экраном и телевизионных экранов. В 1996 году компания Samsung разработала технику формирования оптического рисунка, которая позволяет использовать многодоменный ЖК-дисплей. Многодоменная и плоская коммутация впоследствии остаются доминирующими конструкциями ЖК-дисплеев до 2006 года [10].

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

Технология IPS широко используется в панелях для телевизоров, планшетных компьютеров и смартфонов . В частности, все продукты Apple Inc., продаваемые под маркой Retina Display (например, iPhone 4 и новее, [11] iPad 3 и [12] iPad Mini 2, MacBook Pro с дисплеем Retina [13] ) оснащены ЖК-дисплеями IPS со светодиодной подсветкой. подсветка .

Развитие технологии Hitachi IPS [14] [15]
ИмяНикГодПреимущество
Коэффициент пропускания / контрастности		Замечания
Супер TFTIPS1996 г.Широкий угол обзора100/100
Базовый уровень		Большинство панелей также поддерживают истинный 8-битный цвет на канал . Эти улучшения произошли за счет меньшего времени отклика, первоначально около 50 мс. Панели IPS также стоили очень дорого.
Супер-IPSS-IPS1998 г.Без сдвига цвета100/137С тех пор IPS был заменен S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. в 1998 г.), который обладает всеми преимуществами технологии IPS с добавлением улучшенной синхронизации пикселей. [ количественно ]
Расширенный Super-IPSAS-IPS2002 г.Высокий коэффициент пропускания130/250AS-IPS, также разработанный Hitachi Ltd. в 2002 году, существенно улучшает [ количественно ] коэффициент контрастности традиционных панелей S-IPS до такой степени, что они уступают только некоторым S-PVA . [ необходима цитата ]
IPS-ProvectusIPS-Pro2004 г.Высокая контрастность137/313Новейшая панель от IPS Alpha Technology с более широкой цветовой гаммой [ количественная оценка ] и коэффициентом контрастности [ количественная оценка ], соответствующая дисплеям PVA и ASV без отклонения от угла свечения. [ необходима цитата ]
IPS AlphaIPS-Pro2008 г.Высокая контрастностьНовое поколение IPS-Pro
IPS Alpha Next-GenIPS-Pro2010 г.Высокая контрастность
Разработка технологии LG IPS
ИмяНикГодЗамечания
Горизонтальный IPSБЕДРА2007 г.Повышает [ количественно ] коэффициент контрастности за счет скручивания плоскости электрода. Также представлена ​​дополнительная поляризационная пленка Advanced True White от NEC, чтобы белый цвет выглядел более естественным [ количественно ] . Используется в профессиональных ЖК-экранах и ЖК-экранах для фотографий. [ необходима цитата ]
Улучшенный IPSE-IPS2009 г.Более широкая [ количественная ] апертура для светопропускания, позволяющая использовать менее мощные и дешевые лампы подсветки. Улучшает [ количественно ] угол обзора по диагонали и дополнительно сокращает время отклика до 5 мс. [ необходима цитата ]
Профессиональный IPSP-IPS2010 г.Предлагает 1,07 миллиарда цветов (глубина цвета 30 бит). [ необходима цитата ] Больше возможных ориентаций на подпиксель (1024 вместо 256) и дает лучшую [ количественную ] глубину истинного цвета.
Усовершенствованный высокопроизводительный IPSAH-IPS2011 г.Повышенная точность цветопередачи, увеличенное разрешение и PPI, а также повышенная светопропускание для снижения энергопотребления. [16]

Технология [ править ]

Принципиальная схема жидкокристаллического дисплея IPS

Реализация [ править ]

В этом случае оба линейных поляризационных фильтра P и A имеют оси передачи в одном направлении. Для получения закрученной на 90 градусов нематической структуры ЖК-слоя между двумя стеклянными пластинами без приложенного электрического поля ( выключенное состояние) внутренние поверхности стеклянных пластин обрабатываются для выравнивания граничащих молекул ЖК под прямым углом. Эта молекулярная структура практически такая же, как и 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: толщина ЖК-слоя всего несколько микрометров, поэтому он очень мал по сравнению с расстоянием между электродами.

Молекулы ЖК обладают положительной диэлектрической анизотропией и ориентируются своей длинной осью, параллельной приложенному электрическому полю. В выключенном 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. В состоянии ВКЛ между электродами подается достаточное напряжение и создается соответствующее электрическое поле E, которое выравнивает молекулы ЖК, как показано справа на диаграмме. Здесь свет L2 может проходить через поляризатор A.

На практике существуют другие схемы реализации с другой структурой молекул ЖК - например, без какого-либо скручивания в выключенном состоянии. 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. Шеврона форма используется для расширения просмотра конуса .

Преимущества [ править ]

  • 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 Japan Display 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 планшеты . [21]
  • Панели IPS обеспечивают четкое изображение и стабильное время отклика. [17]

Недостатки [ править ]

  • Панели IPS требуют на 15% больше энергии, чем панели TN. [22]
  • Панели IPS дороже в производстве, чем панели TN.
  • Панели IPS имеют более длительное время отклика, чем панели TN. [23]
  • Панели IPS иногда уязвимы для дефекта Backlight Bleeding

Альтернативные технологии [ править ]

Переключение плоскости на линию (PLS)[ редактировать ]

К концу 2010 года Samsung Electronics представила Super PLS (переключение между плоскостями) с целью предоставить альтернативу популярной технологии IPS, которая в основном производится компанией LG Display. Это технология панели «IPS-типа», которая по характеристикам, характеристикам и характеристикам очень похожа на предложение LG Display. Samsung использовал панели PLS вместо панелей AMOLED , потому что в прошлом панели AMOLED испытывали трудности с реализацией разрешения Full HD на мобильных устройствах . Технология PLS - это широкоугольная ЖК-технология Samsung, аналогичная технологии IPS LG Display. [24]

Samsung утверждает следующие преимущества Super PLS (обычно называемого 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) [ править ]

В 2012 году AU Optronics начала инвестировать в собственную технологию IPS, получившую название AHVA. Это не следует путать с их давней технологией AMVA (которая является технологией типа VA ). 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, превзойдя Samsung и LG Display в обеспечении панелей типа IPS с высокой частотой обновления. [26] [27]

Производители [ править ]

  • AU Optronics
  • Acer
  • BOE
  • Chi Mei Оптоэлектроника
  • Japan Display Inc.
  • LG Display (упоминается как крупнейший поставщик ЖК-дисплеев IPS в 2012 году) [1]
  • Panasonic Liquid Crystal Display Co., Ltd
  • Дисплей Samsung
  • Профессиональный дисплей Sony

См. Также [ править ]

  • Компьютерный монитор
  • электронная бумага
  • LCD телевизор
  • Жидкокристаллический экран
  • Умные часы
  • ЖК-экран TFT

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Кросс, Джейсон (18 марта 2012 г.). «Объяснение цифровых дисплеев» . TechHive . Мир ПК. п. 4. Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 19 марта 2015 года .
  2. ^ «Технология TFT: увеличение угла обзора» . Riverdi (Производитель TFT-модулей). Архивировано из оригинального 23 апреля 2016 года . Проверено 5 ноября +2016 . Однако [скрученный нематик] страдает от явления, называемого инверсией шкалы серого. Это означает, что дисплей имеет одну сторону обзора, на которой цвета изображения внезапно меняются после превышения указанного угла обзора. (см. Эффект инверсии изображения )
  3. ^ «Библиографические данные: US3834794 (A) - 1974-09-10» . Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 года .
  4. ^ Патент США 3834794 : Р. Soref, Жидкокристаллический электрическое поле измерения зондирования и устройство отображения , поданной 28 июня 1973.
  5. ^ «Библиографические данные: US5576867 (A) - 1996-11-19» . Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 года .
  6. ^ Патент США 5576867 
  7. ^ «2014 награды и награды SID» . SID informationdisplay.org. Архивировано из оригинального 16 апреля 2014 года . Проверено 4 июля 2014 года .
  8. ^ «Espacenet - Библиографические данные» . Worldwide.espacenet.com. 28 января 1997 . Проверено 15 августа 2014 .
  9. ^ Патент США 5598285 : К. Кондо, Х. Терао, Х. Abe, М. Охты, К. Судзуки, Т. Sasaki, Г. Кавачи, J. Оувада, устройство отображения на жидких кристаллах , поданной 18 сент, 1992 и 20 Jan , 1993.
  10. ^ "Оптический узор" (PDF) . Природа. 22 августа 1996 . Проверено 13 июня 2008 года .
  11. ↑ Технические характеристики iPhone 5c. Архивировано 31 октября 2013 г. в Wayback Machine.
  12. ^ Сравнение моделей iPad. Архивировано 24 октября 2012 г. на Wayback Machine.
  13. ^ Технические характеристики Mac Book Pro с дисплеем Retina. Архивировано 8 января 2014 г. на Wayback Machine.
  14. ↑ IPS-Pro (Развитие технологии IPS). Архивировано 29 марта 2010 г. на Wayback Machine.
  15. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 15 ноября 2012 года . Проверено 24 ноября 2013 года . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  16. ^ tech2 News Staff. «LG представляет дисплеи AH-IPS со сверхвысоким разрешением» . Firstpost.com. Архивировано 11 декабря 2015 года . Проверено 10 декабря 2015 .
  17. ^ a b Бейкер, Саймон (30 апреля 2011 г.). «Панельные технологии: TN Film, MVA, PVA и IPS Explained» . Tftcentral.co.uk. Архивировано 29 июня 2017 года . Проверено 13 января 2012 года .[ ненадежный источник? ]
  18. ^ «Объяснение технологии ЖК-панели» . PChardwarehelp.com. Архивировано из оригинального 14 января 2012 года . Проверено 13 января 2012 года .[ ненадежный источник? ]
  19. ^ Сравнения сделаны LG Display. Архивировано 13 января 2013 г. на Wayback Machine.
  20. ^ Визуальное сравнение IPS и TN, сделанное Japan Display Inc. Архивировано 28 марта 2014 г. на Wayback Machine.
  21. ^ IPS "Stable Panel". Архивировано 2 мая 2015 г. на Wayback Machine.
  22. ↑ Иваньков, Алекс (1 сентября 2016 г.). «Достоинства и недостатки экранной технологии IPS» . Версия Daily . Архивировано из оригинального 26 сентября 2017 года . Проверено 25 сентября 2017 года .
  23. ^ «Руководство по отображению и графике» . Университет Пенсильвании . Проверено 14 февраля 2019 .
  24. ^ "Samsung принимает IPS вместо AMOLED: почему?" . seoul.co.kr. Архивировано 21 декабря 2012 года . Проверено 9 ноября 2012 года .
  25. ^ «Samsung PLS улучшает IPS-дисплеи, такие как iPad, стоит меньше» . electronicista.com. Архивировано 27 октября 2012 года . Проверено 30 октября 2012 года .
  26. ^ «AU Optronics разрабатывает панели дисплея IPS с частотой обновления 144 Гц» . Архивировано 17 мая 2015 года.
  27. ^ "Разработаны панели 144 Гц IPS-типа - также 1440p" . Архивировано 18 мая 2015 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • Панельные технологии
  • Полная форма IPS-дисплея