IPS-панель
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
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
[ редактировать ]Метод истинной глубины был единственной жизнеспособной технологией для с активной матрицей TFT-ЖК-дисплеев в конце 1980-х - начале 1990-х годов. 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 вертикальное выравнивание (VA), которые могли устранить эти недостатки и были применены к больших компьютерных мониторов панелям .
Один из подходов, запатентованный в 1974 году, заключался в использовании встречно-штыревых электродов только на одной стеклянной подложке для создания электрического поля , по существу параллельного стеклянным подложкам. [3] [4] Однако изобретателю пока 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 запатентован в различных странах, включая США, 9 января 1990 г. [5] [6] Общество Фраунгофера во Фрайбурге , где работали изобретатели, передало эти патенты компании Merck KGaA , Дармштадт, Германия.
Вскоре после этого компания Hitachi японская 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 дополнительно 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 с лейблом Retina Display. [11] [12] со светодиодной подсветкой с 2010 года.
| Имя | Псевдоним | Год | Преимущество | Пропускание или коэффициент контрастности |
Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| Супер TFT | IPS | 1996 | Широкий угол обзора | 100/100 Базовый уровень |
Большинство панелей также поддерживают настоящую цветопередачу с глубиной цвета 8 бит на канал . Эти улучшения были достигнуты за счет меньшего времени отклика, первоначально составлявшего около 50 мс. Панели IPS также были чрезвычайно дорогими. |
| Супер-IPS | S-IPS | 1998 | Изменение цвета бесплатно | 100/137 | С тех пор IPS был заменен S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. в 1998 году), который обладает всеми преимуществами технологии IPS, а также улучшенной синхронизацией обновления пикселей. [ количественно ] |
| Расширенный Super-IPS | AS-IPS | 2002 | Высокий коэффициент пропускания | 130/250 | AS-IPS, также разработанный Hitachi Ltd. в 2002 году, существенно улучшает [ количественно ] по контрастности традиционных панелей S-IPS до такой степени, что они уступают лишь некоторым S-PVA . [ нужна ссылка ] |
| IPS-Advanced | ИПС-Про | 2004 | Высокий коэффициент контрастности | 137/313 | Новейшая панель от IPS Alpha Technology с более широкой цветовой гаммой. [ количественно ] и контрастность [ количественно ] соответствующие дисплеи PVA и ASV без свечения под углом. [ нужна ссылка ] |
| ИПС Альфа | ИПС-Про | 2008 | Высокий коэффициент контрастности | Следующее поколение IPS-Pro | |
| IPS Альфа следующего поколения | ИПС-Про | 2010 | Высокий коэффициент контрастности |
| Имя | Псевдоним | Год | Примечания |
|---|---|---|---|
| Горизонтальный IPS | БЕДРА | 2007 | Улучшает [ количественно ] контрастность путем скручивания расположения плоскостей электродов. Также представлена дополнительная поляризационная пленка Advanced True White от NEC, которая делает белый цвет более естественным. [ количественно ] . Используется в профессиональных/фотографических ЖК-дисплеях. [ нужна ссылка ] |
| Улучшенный IPS | E-IPS | 2009 | шире [ количественно ] апертура для пропускания света, позволяющая использовать более дешевую подсветку меньшей мощности. Улучшает [ количественно ] угол обзора по диагонали и дополнительно сократить время отклика до 5 мс. [ нужна ссылка ] |
| Профессиональный IPS | П-ИПС | 2010 | Предлагает 1,07 миллиарда цветов (30-битная глубина цвета). [ нужна ссылка ] Больше возможных ориентаций на субпиксель (1024 вместо 256) и лучшее качество изображения. [ количественно ] настоящая глубина цвета. |
| Усовершенствованная высокопроизводительная IPS | АХ-ИПС | 2011 | Улучшенная точность цветопередачи, увеличенное разрешение и количество пикселей на дюйм, а также лучшая светопередача для снижения энергопотребления. [15] |
Технология
[ редактировать ]
Выполнение
[ редактировать ]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 располагаются 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? ]
Преимущества
[ редактировать ]- Панели IPS отображают последовательные и точные цвета под всеми углами обзора. [18] Современное (2014 г.) сравнение панелей IPS и TN относительно постоянства цвета под разными углами обзора можно увидеть на веб-сайте Japan Display Inc. [19] Кроме того, по сравнению с панелями TN, панели IPS могут отображать больше цветовых пространств .
- В отличие от ЖК-дисплеев TN, панели IPS не светятся и не имеют пятен при прикосновении. Это важно для устройств с сенсорным экраном, таких как смартфоны и планшетные компьютеры . [20]
- Панели IPS обеспечивают четкое и четкое изображение без бликов, широкий диапазон обзора, стабильное время отклика и лучшую цветопередачу. [21] [16] [ ненадежный источник? ] [22]
Недостатки
[ редактировать ]- Панели IPS требуют до 15% больше энергии, чем панели TN. [23]
- Панели IPS дороже в производстве, чем панели TN.
- Панели IPS имеют более медленное/более длительное время отклика, чем панели TN. [24]
- Панели IPS иногда подвержены дефекту, называемому утечкой подсветки.
Альтернативные технологии
[ редактировать ]Переключение плоскости на линию (PLS)
[ редактировать ]Ближе 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 реализации Full HD разрешения на мобильных устройствах . Технология PLS — это ЖК-технология 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]
- Дальнейшее улучшение угла обзора
- 10-процентное увеличение яркости
- Снижение производственных затрат до 15 процентов
- Повышенное качество изображения
- Гибкая панель
Усовершенствованный угол гиперобзора (AHVA)
[ редактировать ]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
[ редактировать ]- АУ Оптроника
- Асер
- Банк Англии
- Чи Мэй Оптоэлектроника
- Япония Дисплей Инк.
- LG Display (упоминается как крупнейший поставщик ЖК-дисплеев IPS в 2012 г.) [1]
- Ньюхейвен Дисплей
- Компания Panasonic Жидкокристаллический дисплей, ООО
- Дисплей Samsung
- Профессиональный дисплей Sony
См. также
[ редактировать ]- Компьютерный монитор
- электронные документы
- ЖК-телевизор
- Жидкокристаллический дисплей
- Умные часы
- ЖК-дисплей TFT
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б 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.
- ^ «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 в|quote= - ^ «Библиографические данные: US3834794 (A) ― 10 сентября 1974 г.» . Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 г.
- ^ Патент США 3834794 : Р. Сореф, Устройство для измерения и отображения электрического поля на жидких кристаллах , подан 28 июня 1973 г.
- ^ «Библиографические данные: US5576867 (A) ― 1996-11-19» . Espacenet.com . Проверено 9 октября 2013 г.
- ^ США 5576867 Патент
- ^ «Почести и награды СИД 2014» . InformationDisplay.org . Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 года . Проверено 4 июля 2014 г.
- ^ «Эспейснет – Библиографические данные» . Worldwide.espacenet.com . 28 января 1997 года . Проверено 15 августа 2014 г.
- ^ Патент США 5,598,285 : К. Кондо, Х. Терао, Х. Абэ, М. Охта, К. Судзуки, Т. Сасаки, Г. Кавачи, Дж. Овада, Жидкокристаллическое устройство отображения , подано 18 сентября 1992 г. и 20 января 1993 г. .
- ^ «Оптический рисунок» (PDF) . Природа. 22 августа 1996 года . Проверено 13 июня 2008 г.
- ^ Технические характеристики iPhone 5c. Архивировано 31 октября 2013 г. на Wayback Machine.
- ↑ Сравнение моделей iPad. Архивировано 24 октября 2012 г. на Wayback Machine.
- ^ IPS-Pro (Развивающаяся технология IPS). Архивировано 29 марта 2010 г. на Wayback Machine.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 ноября 2012 года . Проверено 24 ноября 2013 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ 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: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б 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.
- ^ «Описание технологии ЖК-панелей» . PChardwarehelp.com. Архивировано из оригинала 14 января 2012 года . Проверено 13 января 2012 г.
- ^ Сравнения, проведенные LG Display. Архивировано 13 января 2013 г. на Wayback Machine.
- ^ Визуальное сравнение IPS и TN, выполненное Japan Display Inc. Архивировано 28 марта 2014 г. на Wayback Machine.
- ^ IPS «Стабильная панель». Архивировано 2 мая 2015 г. в Wayback Machine.
- ^ «Мониторы для монтажа на панели | От 7 до 27 дюймов | Beetronics» . beetronics.com . Проверено 21 октября 2023 г.
- ^ Марк, Уинстон (30 июня 2021 г.). «Панель IPS или TN?» . EsportSource.net . Проверено 7 февраля 2022 г.
- ^ 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.
- ^ «Руководство по отображению и графике» . Университет Пенсильвании. 3 мая 2017 года . Проверено 14 февраля 2019 г.
- ^ «Samsung использует IPS вместо AMOLED: почему?» . Сеул Синмун . 9 ноября 2012 года. Архивировано из оригинала 21 декабря 2012 года . Проверено 9 ноября 2012 г.
- ^ «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.
- ^ «AU Optronics разрабатывает панели дисплея IPS-типа с частотой обновления 144 Гц» . 8 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 17 мая 2015 г.
- ^ «Разработаны панели типа IPS с частотой 144 Гц, а также с разрешением 1440p» . 8 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 18 мая 2015 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Панельные технологии
- IPS против. Панель ВА
- Полная форма IPS-дисплея. Архивировано 4 августа 2019 г. на Wayback Machine.