Panel IPS - IPS panel

IPS ( In -Plane Switching ) je technologie obrazovky pro displeje z tekutých krystalů (LCD). V IPS je vrstva tekutých krystalů vložena mezi dva skleněné povrchy . Molekuly tekutých krystalů jsou vyrovnány rovnoběžně s těmito povrchy v předem určených směrech ( v rovině ). Molekuly jsou přeorientovány aplikovaným elektrickým polem, přičemž zůstávají v podstatě rovnoběžné s povrchy a vytvářejí obraz. Byl navržen tak, aby vyřešil silnou závislost na pozorovacích úhlech a nekvalitní reprodukci barev maticových LCD monitorů s efektem zkrouceného nematického pole (TN) převládajících na konci 80. let minulého století.

Dějiny

Metoda TN byla jedinou životaschopnou technologií pro aktivní maticové TFT LCD na konci 80. a na počátku 90. let. Dřívější panely vykazovaly inverzi ve stupních šedi shora dolů a měly vysokou dobu odezvy (pro tento druh přechodu je 1 ms vizuálně lepší než 5 ms). V polovině devadesátých let byly vyvinuty nové technologie-typicky IPS a vertikální zarovnání (VA) -které mohly tyto nedostatky vyřešit a byly použity na velké panely monitorů počítačů .

Jeden přístup patentovaný v roce 1974 byl použít inter-digitalizované elektrody na jednom skleněném substrátu pouze k vytvoření elektrického pole v podstatě rovnoběžném se skleněnými substráty. Vynálezce však ještě nebyl schopen implementovat takové IPS-LCD lepší než TN displeje.

Po důkladné analýze byly v Německu Guenter Baur et al. a patentováno v různých zemích včetně USA dne 9. ledna 1990. Společnost Fraunhofer ve Freiburgu , kde vynálezci pracovali, přiřadila tyto patenty společnosti Merck KGaA , Darmstadt, Německo.

Krátce poté japonská Hitachi podala patenty na vylepšení této technologie. Lídrem v této oblasti byla Katsumi Kondo, která pracovala ve výzkumném centru Hitachi. V roce 1992 inženýři společnosti Hitachi vypracovali různé praktické detaily technologie IPS, aby propojili pole tenkovrstvých tranzistorů jako matici a vyhnuli se nežádoucím bloudícím polím mezi pixely. Společnost Hitachi také dále zlepšila závislost na pozorovacím úhlu optimalizací tvaru elektrod ( Super IPS ). Společnosti NEC a Hitachi se staly ranými výrobci LCD s aktivní maticí na základě technologie IPS. Toto je milník pro implementaci velkoplošných LCD monitorů s přijatelným vizuálním výkonem pro ploché počítačové monitory a televizní obrazovky. V roce 1996 vyvinula společnost Samsung techniku ​​optického vzorování, která umožňuje vícedoménový LCD. Přepínání více domén a přepínání v rovině následně zůstává do roku 2006 dominantním designem LCD.

Později LG Display a další jihokorejští, japonští a tchajwanští výrobci LCD přizpůsobili technologii IPS.

Technologie IPS je široce používána v panelech pro televizory, tablety a smartphony . Zejména většina produktů IBM byla prodávána jako Flexview od roku 2004 do roku 2008 má IPS LCD s podsvícením CCFL a všechny produkty Apple Inc. prodávané s označením Retina Display jsou vybaveny IPS LCD s LED podsvícením od roku 2010.

Vývoj technologie Hitachi IPS
název Přezdívka Rok Výhoda
Poměr propustnosti/ kontrastu 		Poznámky
Super TFT IPS 1996 Široký pozorovací úhel
Základní úroveň 100/100		 Většina panelů také podporuje skutečnou barvu 8 bitů na kanál . Tato vylepšení přišla za cenu kratší doby odezvy, zpočátku asi 50 ms. Panely IPS byly také extrémně drahé.
Super IPS S-IPS 1998 Barevný posun zdarma 100/137 IPS byl od té doby nahrazen S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. v roce 1998), který má všechny výhody technologie IPS s přidáním vylepšeného časování obnovení pixelu.
Pokročilý Super-IPS AS-IPS 2002 Vysoká propustnost 130/250 AS-IPS, vyvinutý také společností Hitachi Ltd. v roce 2002, podstatně zlepšuje kontrastní poměr tradičních panelů S-IPS do té míry, že jsou na druhém místě za některými S-PVA .
IPS-Provectus IPS-Pro 2004 Vysoký kontrastní poměr 137/313 Nejnovější panel od IPS Alpha Technology se širším barevným gamutem a kontrastním poměrem odpovídá displejům PVA a ASV bez zářícího úhlu.
IPS Alpha IPS-Pro 2008 Vysoký kontrastní poměr Nová generace IPS-Pro
IPS Alpha Next-Gen IPS-Pro 2010 Vysoký kontrastní poměr
Vývoj technologie LG IPS
název Přezdívka Rok Poznámky
Horizontální IPS H-IPS 2007 Zlepšuje kontrastní poměr zkroucením rozvržení roviny elektrody. Představuje také volitelný polarizační film Advanced True White od NEC, aby bílý vypadal přirozeněji. To se používá v profesionálních/fotografických LCD.
Vylepšené IPS E-IPS 2009 Širší clona pro přenos světla, umožňující použití levnějších podsvícení s nižším výkonem. Zlepšuje úhlopříčný pozorovací úhel a dále zkracuje dobu odezvy na 5 ms.
Profesionální IPS P-IPS 2010 Nabídka 1,07 miliardy barev (30bitová barevná hloubka). Více možných orientací na subpixel (1024 oproti 256) a vytváří lepší skutečnou barevnou hloubku.
Pokročilý vysoce výkonný IPS AH-IPS 2011 Vylepšená přesnost barev, zvýšené rozlišení a PPI a lepší přenos světla pro nižší spotřebu energie.

Technologie

Schematický diagram IPS displej z tekutých krystalů

Implementace

V tomto případě mají oba lineární polarizační filtry P a A své osy přenosu ve stejném směru. Aby se získala 90stupňová zkroucená nematická struktura LC vrstvy mezi dvěma skleněnými deskami bez aplikovaného elektrického pole ( stav OFF ), vnitřní povrchy skleněných desek se ošetří, aby se zarovnávaly hraniční LC molekuly v pravém úhlu. Tato molekulární struktura je prakticky stejná jako u TN LCD. Uspořádání elektrod e1 a e2 je však jiné. Protože jsou ve stejné rovině a na jedné skleněné desce, generují elektrické pole v podstatě rovnoběžné s touto deskou. Schéma není v měřítku: LC vrstva je tlustá jen několik mikrometrů, a proto je velmi malá ve srovnání se vzdáleností mezi elektrodami.

Molekuly LC mají pozitivní dielektrickou anizotropii a vyrovnávají se se svou dlouhou osou rovnoběžně s aplikovaným elektrickým polem. Ve stavu VYPNUTO (zobrazeno vlevo) se vstupující světlo L1 lineárně polarizuje polarizátorem P. Zkroucená nematická LC vrstva otočí osu polarizace procházejícího světla o 90 stupňů, takže ideálně žádné světlo neprochází polarizátorem A. Ve stavu ZAPNUTO je mezi elektrodami aplikováno dostatečné napětí a je generováno odpovídající elektrické pole E, které znovu vyrovná molekuly LC, jak je znázorněno na pravé straně diagramu. Zde může světlo L2 procházet polarizátorem A.

V praxi existují jiná schémata implementace s jinou strukturou molekul LC - například bez jakéhokoli zkroucení ve stavu OFF . Protože jsou obě elektrody na stejném substrátu, zabírají více místa než elektrody s TN matricí. To také snižuje kontrast a jas.

Super-IPS byl později představen s lepší dobou odezvy a reprodukcí barev.

Toto rozložení pixelů se nachází na LCD S-IPS. Krokev tvar se používá k rozšíření kužele sledování .

Výhody

  • Panely IPS zobrazují konzistentní a přesné barvy ze všech pozorovacích úhlů. Nejmodernější (2014) srovnání panelů IPS vs. TN ohledně konzistence barev pod různými pozorovacími úhly lze vidět na webových stránkách Japan Display Inc.
  • Na rozdíl od TN LCD se panely IPS při dotyku nezesvětlují ani nevykazují ocas. To je důležité pro zařízení s dotykovou obrazovkou, jako jsou chytré telefony a tablety .
  • Panely IPS nabízejí jasný obraz a stabilní dobu odezvy.

Nevýhody

  • Panely IPS vyžadují až o 15% více energie než panely TN.
  • Výroba panelů IPS je dražší než panely TN.
  • Panely IPS mají delší dobu odezvy než panely TN.
  • Panely IPS jsou někdy náchylné k vadnému krvácení podsvícení

Alternativní technologie

Přepínání z letadla na řádek (PLS)

Ke konci roku 2010 představila společnost Samsung Electronics technologii Super PLS (Plane-to-Line Switching) s cílem poskytnout alternativu k populární technologii IPS, kterou vyrábí především společnost LG Display. Jedná se o panelovou technologii typu „IPS“ a výkonnostními funkcemi, specifikacemi a vlastnostmi je velmi podobná nabídce LG Display. Samsung přijal PLS panely místo AMOLED panelů, protože v minulosti měly AMOLED panely potíže s realizací full HD rozlišení na mobilních zařízeních . Technologie PLS byla technologie širokoúhlého LCD displeje Samsung, podobná technologii IPS společnosti LG Display.

Samsung oproti IPS uplatnil následující výhody Super PLS (běžně označované jen jako „PLS“):

  • Další zlepšení zorného úhlu
  • 10 % zvýšení jasu
  • Až o 15 procent nižší výrobní náklady
  • Vyšší kvalita obrazu
  • Flexibilní panel

Advanced Hyper-Viewing Angle (AHVA)

V roce 2012 začala společnost AU Optronics investovat do vlastní technologie typu IPS, přezdívané AHVA. To by nemělo být zaměňováno s jejich dlouholetou technologií AMVA (což je technologie typu VA ). Výkon a specifikace zůstaly velmi podobné nabídkám LG Display IPS a Samsung PLS. První 144 Hz kompatibilní panely typu IPS byly vyrobeny koncem roku 2014 (poprvé použity na začátku roku 2015) společností AUO, čímž porazily Samsung a LG Display a poskytly panely typu IPS s vysokou obnovovací frekvencí.

Výrobci

Viz také

Reference

externí odkazy