stringtranslate.com

IPS-панель

IPS ( переключение в плоскости ) — это технология экрана для жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев). В IPS слой жидких кристаллов зажат между двумя стеклянными поверхностями . Молекулы жидкого кристалла выровнены параллельно этим поверхностям в заранее определенных направлениях ( в плоскости ). Молекулы переориентируются под действием приложенного электрического поля, оставаясь при этом практически параллельными поверхностям, создавая изображение. Он был разработан для решения проблемы сильной зависимости угла обзора и некачественной цветопередачи ЖК-дисплеев с матрицей с эффектом витого нематического поля (TN), распространенных в конце 1980-х годов. [1]

История

Метод истинной глубины был единственной жизнеспособной технологией для TFT-ЖК-дисплеев 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 панелям больших компьютерных мониторов .

Один из подходов, запатентованный в 1974 году, заключался в использовании встречно-штыревых электродов на одной стеклянной подложке только для создания электрического поля , по существу параллельного стеклянным подложкам. [3] [4] Однако изобретателю еще не удалось реализовать такие IPS-LCD, превосходящие TN-дисплеи.

После тщательного анализа детали выгодного молекулярного расположения были отправлены в Германию Гюнтером Бауром и др. 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 японская компания Hitachi подала патенты на усовершенствование этой технологии. Лидером в этой области был Кацуми Кондо, работавший в исследовательском центре Hitachi. [7] В 1992 году инженеры Hitachi проработали различные практические детали технологии IPS, позволяющие соединить матрицу тонкопленочных транзисторов в виде матрицы и избежать нежелательных паразитных полей между пикселями. [8] [9] Hitachi также улучшила зависимость угла обзора за счет оптимизации формы электродов ( Super IPS ). NEC и Hitachi стали первыми производителями ЖК-дисплеев с активной матрицей на основе технологии IPS. Это важная веха на пути к созданию жидкокристаллических дисплеев с большим экраном, имеющих приемлемые визуальные характеристики для плоских компьютерных мониторов и телевизионных экранов. В 1996 году компания Samsung разработала метод оптического формирования рисунка, позволяющий создавать многодоменные ЖК-дисплеи. Многодоменное и плоскостное переключение впоследствии остаются доминирующими конструкциями ЖК-дисплеев до 2006 года. [10]

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

Технология IPS широко используется в панелях для телевизоров , планшетных компьютеров и смартфонов . В частности, большинство продуктов IBM продавалось как Flexview с 2004 по 2008 год с ЖК-дисплеями IPS с подсветкой CCFL , а все продукты Apple Inc. продавались под лейблом Retina Display [11] [12] со светодиодной подсветкой с 2010 года.

Технологии

Принципиальная схема жидкокристаллического дисплея IPS

Выполнение

В этом случае оба линейных поляризационных фильтра P и A имеют оси пропускания в одном направлении. Чтобы получить скрученную на 90 градусов нематическую структуру слоя ЖК между двумя стеклянными пластинами без приложенного электрического поля ( состояние ВЫКЛ ), внутренние поверхности стеклянных пластин обрабатываются для выравнивания граничащих молекул ЖК под прямым углом. Эта молекулярная структура практически такая же, как и в TN ЖК-дисплеях. Однако расположение электродов е1 и е2 различно. Электроды находятся в одной плоскости и на одной стеклянной пластине, поэтому они генерируют электрическое поле, по существу параллельное этой пластине. Схема не в масштабе: толщина ЖК-слоя составляет всего несколько микрометров , что очень мало по сравнению с расстоянием между электродами.

Молекулы ЖК обладают положительной диэлектрической анизотропией и выстраиваются своей длинной осью параллельно приложенному электрическому полю. В выключенном состоянии (показано слева) входящий свет L1 становится линейно поляризованным поляризатором P. Слой скрученного нематического ЖК поворачивает ось поляризации проходящего света на 90 градусов, так что в идеале свет не проходит через поляризатор A. В состоянии «ВКЛ» между электродами прикладывается достаточное напряжение и генерируется соответствующее электрическое поле E, которое перестраивает молекулы ЖК, как показано в правой части диаграммы. Здесь свет L2 может пройти через поляризатор А.

На практике существуют и другие схемы реализации с другой структурой молекул ЖК – например, без какой-либо закрутки в выключенном состоянии. Поскольку оба электрода находятся на одной подложке, они занимают больше места, чем электроды с матрицей TN. Это также снижает контрастность и яркость. [16]

Позже был представлен Super-IPS с лучшим временем отклика и цветопередачей. [17] [ ненадежный источник? ]

Такое расположение пикселей встречается в ЖК-дисплеях S-IPS. Для расширения конуса обзора используется шевронная форма .

Преимущества

Недостатки

Альтернативные технологии

Переключение плоскости на линию (PLS)

К концу 2010 года компания Samsung Electronics представила Super PLS (переключение между плоскостями) с намерением предоставить альтернативу популярной технологии IPS, которая в основном производится LG Display. Это технология панелей типа IPS, которая по своим характеристикам, характеристикам и характеристикам очень похожа на предложение LG Display. Компания Samsung приняла панели PLS вместо панелей AMOLED , поскольку в прошлом панели AMOLED испытывали трудности с реализацией разрешения Full HD на мобильных устройствах . Технология PLS — это технология ЖК-дисплеев Samsung с широким углом обзора, аналогичная технологии IPS LG Display. [25]

Samsung заявила о следующих преимуществах Super PLS (обычно называемого просто «PLS») по сравнению с IPS: [26]

Усовершенствованный угол гиперобзора (AHVA)

В 2012 году AU Optronics начала инвестировать в собственную технологию типа IPS, получившую название AHVA. Это не следует путать с их давней технологией AMVA (технологией типа VA ). Производительность и характеристики остались очень похожими на IPS от LG Display и PLS от Samsung. Первые панели типа IPS, совместимые с частотой 144 Гц, были произведены в конце 2014 года (впервые использованы в начале 2015 года) компанией AUO, опередив Samsung и LG Display в обеспечении панелей типа IPS с высокой частотой обновления. [27] [28]

Производители

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Кросс, Джейсон (18 марта 2012 г.). «Объяснение цифровых дисплеев». ТехХайв . Мир ПК. п. 4. Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 19 марта 2015 г.
  2. ^ «Технология TFT: улучшение угла обзора» . Riverdi (производитель TFT-модулей). Архивировано из оригинала 23 апреля 2016 года . Проверено 5 ноября 2016 г. Однако [скрученный нематик] страдает от явления, называемого инверсией шкалы серого. Это означает, что у дисплея есть одна сторона обзора, на которой цвета изображения внезапно меняются после превышения заданного угла обзора. (см. изображение «Эффект инверсии») {{cite web}}: Внешняя ссылка |quote=( помощь )
  3. ^ "Библиографические данные: US3834794 (A) - 10 сентября 1974 г." Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 г.
  4. ^ Патент США 3834794 : Р. Сореф, Устройство для измерения и отображения электрического поля на жидких кристаллах , подан 28 июня 1973 г.
  5. ^ «Библиографические данные: US5576867 (A) - 19 ноября 1996 г.» . Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 г.
  6. ^ Патент США 5576867. 
  7. ^ «Почести и награды SID 2014» . InformationDisplay.org . Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 года . Проверено 4 июля 2014 г.
  8. ^ "Espacenet - Библиографические данные" . Worldwide.espacenet.com . 28 января 1997 года . Проверено 15 августа 2014 г.
  9. ^ Патент США 5 598 285 : К. Кондо, Х. Терао, Х. Абэ, М. Охта, К. Сузуки, Т. Сасаки, Г. Кавачи, Дж. Овада, Жидкокристаллическое устройство отображения , подано 18 сентября 1992 г. и 20 января. , 1993.
  10. ^ «Оптический рисунок» (PDF) . Природа. 22 августа 1996 года . Проверено 13 июня 2008 г.
  11. ^ Технические характеристики iPhone 5c. Архивировано 31 октября 2013 г. на Wayback Machine.
  12. ↑ Сравнение моделей iPad. Архивировано 24 октября 2012 г. на Wayback Machine.
  13. ^ IPS-Pro (Развивающаяся технология IPS). Архивировано 29 марта 2010 г. на Wayback Machine.
  14. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 ноября 2012 года . Проверено 24 ноября 2013 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  15. ^ Сотрудники новостей tech2 (19 мая 2011 г.). «LG анонсирует дисплеи AH-IPS сверхвысокого разрешения» . Firstpost.com . Архивировано из оригинала 11 декабря 2015 года . Проверено 10 декабря 2015 г.{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  16. ↑ Аб Бейкер, Саймон (30 апреля 2011 г.). «Панельные технологии: объяснение TN Film, MVA, PVA и IPS». Tftcentral.co.uk. Архивировано из оригинала 29 июня 2017 года . Проверено 13 января 2012 г.
  17. ^ «Описание технологии ЖК-панелей» . PChardwarehelp.com. Архивировано из оригинала 14 января 2012 года . Проверено 13 января 2012 г.
  18. ^ Сравнения, проведенные LG Display. Архивировано 13 января 2013 г. на Wayback Machine.
  19. ^ Визуальное сравнение IPS и TN, выполненное Japan Display Inc. Архивировано 28 марта 2014 г. на Wayback Machine.
  20. ^ IPS «Стабильная панель». Архивировано 2 мая 2015 г. в Wayback Machine.
  21. ^ «Мониторы для монтажа на панели | От 7 до 27 дюймов | Beetronics» . www.beetronics.com . Проверено 21 октября 2023 г.
  22. ↑ Марк, Уинстон (30 июня 2021 г.). «Панель IPS или TN?». EsportSource.net . Проверено 7 февраля 2022 г.
  23. ↑ Иваньков, Алекс (1 сентября 2016 г.). «Преимущества и недостатки технологии экрана IPS». Версия Ежедневно . Архивировано из оригинала 26 сентября 2017 года . Проверено 25 сентября 2017 г.
  24. ^ «Руководство по отображению и графике» . Университет Пенсильвании. 3 мая 2017 года . Проверено 14 февраля 2019 г.
  25. ^ «Samsung использует IPS вместо AMOLED: почему?». Сеул Синмун . Архивировано из оригинала 21 декабря 2012 года . Проверено 9 ноября 2012 г.
  26. ^ «Samsung PLS улучшает дисплеи IPS, такие как iPad, и стоит дешевле» . электроника.com. Архивировано из оригинала 27 октября 2012 года . Проверено 30 октября 2012 г.
  27. ^ «AU Optronics разрабатывает панели дисплея IPS-типа с частотой обновления 144 Гц» . 8 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 17 мая 2015 г.
  28. ^ «Разработаны панели типа IPS с частотой 144 Гц, а также с разрешением 1440p» . Архивировано из оригинала 18 мая 2015 года.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с панелью IPS .