Рэжым дысплея IPS: аснова сучаснай тэхналогіі TFT LCD

Што такое рэжым дысплея IPS?

Рэжым дысплея IPS(In-Plane Switching) — гэта тэхналогія вадкакрысталічных дысплеяў, якая рэвалюцыянізавала прадукцыйнасць TFT LCD, размясціўшы вадкія крышталі паралельна шкляным падкладкам. Гэтая інавацыя ліквідуе праблемы з інверсіяй колераў, якія сустракаліся ў старых TN (Twisted Nematic) панэлях, і забяспечвае:

• Дакладнасць колераперадачы да 98% пакрыцця Adobe RGB

• Куты агляду больш за 178° ва ўсіх напрамках

• Паслядоўнае адлюстраванне ў адценнях шэрага для дысплеяў прафесійнага ўзроўню

Як пераважны выбар для дызайнерскіх рабочых станцый, медыцынскай візуалізацыі і мабільных прылад высокага класа, тэхналогія IPS стала сінонімам высакаякаснай візуальнай якасці.

Структура IPS TFT LCD-панэляў

Тыповая IPS-панэль складаецца з трох асноўных слаёў, якія працуюць у гармоніі:

1. Актыўная матрычная падкладка (TFT-масіў)

• Змяшчае тонкаплёнкавыя транзістары для кіравання паводзінамі асобных пікселяў

• Выкарыстоўвае аморфны або нізкатэмпературны полікрэмній для дакладнага электрычнага кіравання

2. Падкладка каляровага фільтра

• Мае чырвоныя, зялёныя і сінія субпікселі для генерацыі колеру

• Уключае ў сябе чорныя матрычныя ўзоры для паляпшэння кантраснасці

3. Вадкакрышталічны пласт

• Гарызантальна выраўнаваныя нематычныя крышталі круцяцца ў плоскасці пад уздзеяннем прыкладзенага напружання

• Выключае вертыкальны скручальны рух TN-панэляў

Палярызатары з абодвух бакоў рэгулююць прапусканне святла, захоўваючы пры гэтым гарызантальнае размяшчэнне крышталяў, якое вызначае тэхналогію IPS.

Як вырабляюцца IPS-дысплеі

Вытворчасць IPS-панэляў складаецца з чатырох найважнейшых этапаў, кожны з якіх патрабуе дакладнай інжынерыі:

1. Выраб масіваў

• Фоталітаграфія стварае вентыльныя і перадаючыя лініі на шкляной падкладцы

• Нанясенне паўправадніковых і ізаляцыйных слаёў

• Фарміраванне празрыстых электродаў з ITO (аксіду індыю і волава)

2. Апрацоўка каляровых фільтраў

• Фоталітаграфія выкарыстоўвае каляровыя смалы RGB

• Чорная матрычная структура паляпшае кантраснасць

• Пакрыццё забяспечвае гладкую паверхню для наступных этапаў

3. Зборка ячэйкі

• Для дакладнай арыентацыі крышталяў наносяцца і расціраюцца плёнкі для выраўноўвання.

• Метад запаўнення адной кропляй (ODF) уводзіць вадкія крышталі паміж падкладкамі

• Вакуумнае злучэнне ліквідуе паветраныя бурбалкі для аднастайнасці

4. Інтэграцыя модуляў

• Злучэнне COG (чып-на-шкле) для мацавання мікрасхем драйвераў

• Інтэграцыя святлодыёднай падсветкі і канчатковае аптычнае тэставанне

• Забеспячэнне якасці для аднастайнасці яркасці і каліброўкі колеру

Асноўныя перавагі тэхналогіі IPS

TheРэжым дысплея IPSпрапануе беспрэцэдэнтныя перавагі як для прафесійных, так і для спажывецкіх патрэб:

1. Выдатная кансістэнцыя колеру

• Захоўвае дакладнасць колераперадачы ΔE < 2 ва ўсіх кутах агляду

• Падтрымлівае шырокія каляровыя гамы (sRGB, Adobe RGB, DCI-P3)

2. Шырэйшыя куты агляду

• Гарызантальная і вертыкальная бачнасць да 178°

• Няма зрушэння або інверсіі колеру пад экстрэмальнымі вугламі

3. Палепшаная прадукцыйнасць у адценнях шэрага

• 256-ўзроўневы рэндэрынг шэрага для медыцынскай візуалізацыі

• Палепшаная дэталізацыя ценяў у цёмных сцэнах

4. Галіновы стандарт для спецыялістаў

• Укаранёна Adobe і Pantone для працоўных працэсаў, дзе важны колер

• Выкарыстоўваецца ў хірургічных маніторах для дакладнай візуалізацыі тканін

Агульныя абмежаванні IPS-панэляў

Нягледзячы на ​​тое, што тэхналогія IPS мае выдатныя характарыстыкі ў многіх галінах, яна таксама стварае праблемы:

1. Больш высокія вытворчыя выдаткі

• Складаныя працэсы выраўноўвання павялічваюць вытворчыя выдаткі

• Большыя страты выхаду ў параўнанні з TN-панэлямі

2. Кампрамісы ў часе водгуку

• Тыповы час водгуку GTG 4-8 мс у параўнанні з 1-5 мс у TN-панэлях

• Кампенсацыя перагрузкі, неабходная для гульнявых прыкладанняў

3. Спажыванне энергіі

• Гарызантальнае выраўноўванне крышталя патрабуе больш высокай інтэнсіўнасці падсветкі

• Спажыванне энергіі на ~15-20% вышэйшае ў параўнанні з панэлямі VA

4. Абмежаванні таўшчыні

• Дадатковыя выраўноўвальныя пласты павялічваюць таўшчыню панэлі на 0,2-0,5 мм

• Праблемы з ультратонкімі форм-фактарамі

Найбольш папулярныя сферы прымянення рэжыму дысплея IPS

Універсальнасць тэхналогіі IPS робіць яе ідэальнай для:

1. Прафесійныя рабочыя станцыі

• Графічны дызайн і рэдагаванне фатаграфій (напрыклад, Wacom Cintiq)

• Медыцынскае дыягнастычнае абсталяванне з каліброўкай DICOM

2. Мабільныя прылады

• OLED-панэлі iPhone з тэхналогіяй IPS

• Флагманы Android з частатой абнаўлення 120 Гц

3. Аўтамабільныя дысплеі

• Праекцыйныя дысплеі з дзённай бачнасцю

• Інфармацыйна-забаўляльныя сістэмы з чытлівасцю пры сонечным святле

4. Прамысловы маніторынг

• Дысплеі дыспетчарскай, якія працуюць кругласутачна

• Панэлі павышанай трываласці для заводскіх умоў

Рэжымы дысплея IPS супраць TN/VA

Вось параўнальны аналіз асноўных тэхналогій дысплеяў:

Будучыня тэхналогіі IPS-дысплеяў

Новыя інавацыі вырашаюць праблемы, звязаныя з абмежаваннямі IPS:

1. Міні-святлодыёдная падсветка

• Лакальныя зоны зацямнення паляпшаюць кантраснасць без страт візуальнага эфекту

• Выкарыстоўваецца ў 8K-тэлевізарах, такіх як LG OLED evo

2. Паляпшэнні квантавых кропак

• Пашыраная каляровая гама (да 157% DCI-P3)

• Палепшаная энергаэфектыўнасць мабільных прылад

3. Гнуткія IPS-панэлі

• Гнуткія дысплеі для носных прылад

• Згортваемыя тэлевізары з магчымасцю складання на 180°