IPS -panel - IPS panel

IPS ( in-plane switching ) er en skjermteknologi for LCD- skjermer. I IPS, et lag av flytende krystaller er klemt mellom to glassflater . Flytende krystallmolekylene er parallelt med disse overflatene i forhåndsbestemte retninger ( i planet ). Molekylene blir omorientert av et påført elektrisk felt, mens de forblir i hovedsak parallelle med overflatene for å produsere et bilde. Den ble designet for å løse den sterke synsvinkelavhengigheten og fargegjengivelsen av lav kvalitet på LCD-skjermene med vridd nematisk felteffekt (TN) som var utbredt på slutten av 1980-tallet.

Historie

TN -metoden var den eneste levedyktige teknologien for TFT LCD -skjermer med aktiv matrise på slutten av 1980 -tallet og begynnelsen av 1990 -tallet. Tidlige paneler viste inversjon av gråtoner fra opp til ned, og hadde høy responstid (for denne typen overgang er 1 ms visuelt bedre enn 5 ms). På midten av 1990-tallet ble det utviklet nye teknologier-vanligvis IPS og Vertical Alignment (VA) -som kunne løse disse svakhetene og ble brukt på store datamaskinmonitorpaneler .

En tilnærming patentert i 1974 var å bruke inter-digitated elektroder på en glass -substrat bare for å produsere et elektrisk felt i det vesentlige parallelt med glass-substrater. Oppfinneren var imidlertid ennå ikke i stand til å implementere slike IPS-LCD-er som er bedre enn TN-skjermer.

Etter grundig analyse ble detaljer om fordelaktige molekylære ordninger arkivert i Tyskland av Guenter Baur et al. og patentert i forskjellige land, inkludert USA 9. januar 1990. Fraunhofer Society i Freiburg , hvor oppfinnerne jobbet, tildelte disse patentene til Merck KGaA , Darmstadt, Tyskland.

Kort tid etter inngav Hitachi fra Japan patenter for å forbedre denne teknologien. En leder på dette feltet var Katsumi Kondo, som jobbet ved Hitachi Research Center. I 1992 utarbeidet ingeniører ved Hitachi ulike praktiske detaljer om IPS-teknologien for å sammenkoble tynne filmtransistormatrisen som en matrise og for å unngå uønskede streifelt mellom piksler. Hitachi forbedret også synsvinkelavhengigheten ytterligere ved å optimalisere formen på elektrodene ( Super IPS ). NEC og Hitachi ble tidlige produsenter av Active-Matrix adresserte LCD-skjermer basert på IPS-teknologien. Dette er en milepæl for å implementere storskjerm-LCD-er med akseptabel visuell ytelse for flatskjerms dataskjermer og TV-skjermer. I 1996 utviklet Samsung den optiske mønsterteknikken som muliggjør flerdomenedisplay. Multi-domene og in-plane-bytte forblir deretter de dominerende LCD-designene gjennom 2006.

Senere tilpasset LG Display og andre sørkoreanske, japanske og taiwanske LCD -produsenter IPS -teknologi.

IPS -teknologi er mye brukt i paneler for TV -er, nettbrett og smarttelefoner . Spesielt ble de fleste IBM -produkter markedsført som Flexview fra 2004 til 2008, og har en IPS -LCD med CCFL -bakgrunnsbelysning , og alle Apple Inc. -produkter som er markedsført med etiketten Retina Display har IPS LCD -er med LED -bakgrunnsbelysning siden 2010.

Hitachi IPS teknologiutvikling
Navn Kallenavn År Fordel Transmittans/
kontrastforhold 		Merknader
Super TFT IPS 1996 Bred synsvinkel 100/100
Base nivå		 De fleste paneler støtter også ekte 8-biters per kanal-farge . Disse forbedringene kostet en lavere responstid, opprinnelig omtrent 50 ms. IPS -paneler var også ekstremt dyre.
Super-IPS S-IPS 1998 Fargeskiftfritt 100/137 IPS har siden blitt erstattet av S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. i 1998), som har alle fordelene med IPS-teknologi med tillegg av forbedret pikseloppdateringstidspunkt.
Avansert Super-IPS AS-IPS 2002 Høy transmittans 130/250 AS-IPS, også utviklet av Hitachi Ltd. i 2002, forbedrer kontrastforholdet til tradisjonelle S-IPS-paneler vesentlig til det punktet hvor de bare er andre for noen S-PVA-er .
IPS-Provectus IPS-Pro 2004 Høy kontrastforhold 137/313 Det siste panelet fra IPS Alpha Technology med et bredere fargespekter og kontrastforhold som matcher PVA- og ASV-skjermer uten at vinkelen lyser.
IPS Alpha IPS-Pro 2008 Høy kontrastforhold Neste generasjon IPS-Pro
IPS Alpha Next-Gen IPS-Pro 2010 Høy kontrastforhold
LG IPS teknologiutvikling
Navn Kallenavn År Merknader
Horisontal IPS HOFTER 2007 Forbedrer kontrastforholdet ved å vri elektrodeplanoppsettet. Introduserer også en valgfri Advanced True White polariseringsfilm fra NEC, for å få hvitt til å se mer naturlig ut. Dette brukes i profesjonelle/fotografiske LCD -skjermer.
Forbedret IPS E-IPS 2009 Bredere blenderåpning for lysoverføring, noe som gjør det mulig å bruke billigere bakgrunnsbelysning med lavere effekt. Forbedrer diagonal visningsvinkel og reduserer responstiden ytterligere til 5 ms.
Profesjonell IPS P-IPS 2010 Tilbyr 1,07 milliarder farger (30-biters fargedybde). Flere mulige retninger per delpiksel (1024 i motsetning til 256) og gir en bedre ekte fargedybde.
Avansert IPS med høy ytelse AH-IPS 2011 Forbedret fargenøyaktighet, økt oppløsning og PPI, og større lysoverføring for lavere strømforbruk.

Teknologi

Skjematisk diagram IPS flytende krystallskjerm

Gjennomføring

I dette tilfellet har begge lineære polariserende filtre P og A sine akser for overføring i samme retning. For å oppnå 90 graders vridd nematisk struktur av LC -laget mellom de to glassplatene uten et påført elektrisk felt ( AV -tilstand), behandles glassplatens indre overflater for å justere de grensende LC -molekylene i en rett vinkel. Denne molekylære strukturen er praktisk talt den samme som på TN LCD -skjermer. Arrangementet av elektrodene e1 og e2 er imidlertid forskjellig. Fordi de er i samme plan og på en enkelt glassplate, genererer de et elektrisk felt hovedsakelig parallelt med denne platen. Diagrammet er ikke i målestokk: LC -laget er bare noen få mikrometer tykt og er så veldig lite sammenlignet med avstanden mellom elektrodene.

LC -molekylene har en positiv dielektrisk anisotropi og justerer seg med sin lange akse parallelt med et påført elektrisk felt. I AV -tilstanden (vist til venstre) blir lyset L1 lineært polarisert av polarisator P. Det vridne nematiske LC -laget roterer polarisasjonsaksen til det passerende lyset med 90 grader, slik at ideelt sett ikke passerer noe lys gjennom polarisatoren A. I PÅ -tilstand påføres tilstrekkelig spenning mellom elektroder og et tilsvarende elektrisk felt E genereres som justerer LC -molekylene som vist til høyre i diagrammet. Her kan lys L2 passere gjennom polarisator A.

I praksis eksisterer andre implementeringsordninger med en annen struktur av LC -molekylene - for eksempel uten noen vri i AV -tilstanden. Siden begge elektrodene er på samme underlag, tar de mer plass enn TN -matriseelektroder. Dette reduserer også kontrast og lysstyrke.

Super-IPS ble senere introdusert med bedre responstider og fargegjengivelse.

Denne pikseloppsettet finnes på S-IPS LCD-er. En chevronform brukes til å utvide visningskjeglen .

Fordeler

  • IPS -paneler viser konsistente, nøyaktige farger fra alle synsvinkler. En state-of-the-art (2014) sammenligning av IPS vs. TN-paneler angående fargekonsistens under forskjellige synsvinkler kan sees på nettstedet til Japan Display Inc.
  • I motsetning til TN LCD -er, lyser ikke IPS -paneler eller viser hale når de berøres. Dette er viktig for berøringsskjerm-enheter, for eksempel smarttelefoner og nettbrett .
  • IPS -paneler gir klare bilder og stabil responstid.

Ulemper

  • IPS -paneler krever opptil 15% mer strøm enn TN -paneler.
  • IPS -paneler er dyrere å produsere enn TN -paneler.
  • IPS -paneler har lengre responstid enn TN -paneler.
  • IPS -paneler er noen ganger sårbare for en defekt bakgrunnsbelysning

Alternative teknologier

Fly til linjebytte (PLS)

Mot slutten av 2010 introduserte Samsung Electronics Super PLS (Plane-to-Line Switching) med den hensikt å tilby et alternativ til den populære IPS-teknologien som hovedsakelig er produsert av LG Display. Det er en "IPS-type" panelteknologi, og er veldig lik ytelsesfunksjoner, spesifikasjoner og egenskaper som LG Display tilbyr. Samsung vedtok PLS -paneler i stedet for AMOLED -paneler, fordi AMOLED -paneler tidligere hadde problemer med å realisere full HD -oppløsning på mobile enheter . PLS-teknologien var Samsungs vidvinkel LCD-teknologi, lik LG Display IPS-teknologi.

Samsung hevdet følgende fordeler med Super PLS (ofte referert til som bare "PLS") fremfor IPS:

  • Ytterligere forbedring av synsvinkelen
  • 10 prosent økning i lysstyrke
  • Opptil 15 prosent reduksjon i produksjonskostnadene
  • Økt bildekvalitet
  • Fleksibelt panel

Avansert Hyper-Viewing Angle (AHVA)

I 2012 begynte AU Optronics å investere i sin egen IPS-type teknologi, kalt AHVA. Dette bør ikke forveksles med deres mangeårige AMVA-teknologi (som er en VA-type teknologi). Ytelse og spesifikasjoner forble veldig like LG Display IPS og Samsungs PLS -tilbud. De første 144 Hz kompatible IPS-panelene ble produsert i slutten av 2014 (brukt først i begynnelsen av 2015) av AUO, og slo Samsung og LG Display for å gi paneler med høy oppdateringshastighet av IPS-type.

Produsenter

Se også

Referanser

Eksterne linker