В истории революции дисплеев, чтобы заменить традиционные ЭЛТ-дисплеи и стать основной технологией отображения, тонкопленочные жидкокристаллические дисплеи (TFT LCD) преодолели главный недостаток угла обзора:
Когда вы смотрите на ЖК-дисплей под определенным углом, вы заметите внезапную потерю (затемнение) и обесцвечивание яркости дисплея. Старые плоские дисплеи обычно имеют угол обзора всего 90⁰, что составляет 45⁰ с каждой левой и правой стороны.
Поскольку принцип ЖК-дисплея заключается в управлении пространственной ориентацией молекул жидких кристаллов с помощью электрического поля и изменении направления вибрации падающего света от источника задней подсветки, то есть большая часть света, излучаемого экраном, является поляризованным светом.
Если мы посмотрим на полностью белый экран под очень косым углом, мы можем увидеть черный цвет или искажение цвета, что ограничивает угол обзора ЖК-дисплея (максимальный угол обзора определяется при коэффициенте контрастности не менее 10:1, обычно вверх/вниз/влево/вправо в четырех направлениях).
Существуют две распространенные технологии угла обзора TFT LCD, TN и IPS, и мы сравним их различия.
TN (витая нематика)
Наиболее распространенным является жидкокристаллический дисплей на основе скрученного нематика (TN TFT LCD). Принцип его работы таков: на верхнем и нижнем слоях панели расположены поляризаторы , направления пропускания которых перпендикулярны друг другу. Молекулы жидкого кристалла пространственно расположены с поворотом на 90° от верхнего слоя к нижнему.
Когда напряжение питания не подается, жидкий кристалл находится в естественном состоянии, а свет, излучаемый нижним слоем, будет скручиваться на 90° после прохождения через промежуточный слой жидкого кристалла, так что он может плавно проходить через верхний слой.
Когда напряжение питания подается между двумя слоями, будет генерироваться электрическое поле. В это время жидкий кристалл будет отклоняться и располагаться вертикально, свет не будет искривляться. Таким образом, свет не может пройти через нижний слой.
Таким образом реализуется управление пикселями, подсвеченными подсветкой.
TN+Film: для улучшения угла обзора
Поскольку это поляризованный свет, видимый диапазон ограничен, обычно около 90°. Чтобы компенсировать этот недостаток, промышленность внедрила технологию TN+Film, добавив на поверхность панели слой пленки, компенсирующей широкий угол обзора, для увеличения угла обзора. С технической точки зрения это простой способ реализации в технологиях с широким углом обзора.
Производители ЖК-дисплеев используют более зрелый стандартный жидкий кристалл TFT Twisted Nematic. Специальная пленка (поворотная пленка), нанесенная на верхнюю поверхность панели, позволяет увеличить угол обзора по горизонтали с 90° до 140°, что является наиболее простым методом и имеет высокий выход.
Однако две основные проблемы — низкая контрастность и медленное время отклика — по-прежнему не могут быть решены.
Самый простой способ определить дисплей TN — это принцип люминесценции. Цветовой сдвиг, характерный для черно-белой инверсии, можно обнаружить в большом диапазоне углов обзора в вертикальном направлении. Поскольку скрученное расположение жидкого кристалла легко разрушить, когда экран прижимается внешней силой, вокруг точки сжатия будут очевидные изменения яркости водяного рисунка.
IPS (переключение в плоскости или Super-TFT)
Технология IPS (In-Plane Switching) была первоначально разработана компанией Hitachi, но сейчас это зрелая технология, применяемая во многих TFT-LCD дисплеях.
То же самое с технологиями IPS и TN+Film заключается в том, что из-за скручивания жидкого кристалла направление поляризации света изменяется, что влияет на светопропускание.
Отличие состоит в том, что электроды ИПС находятся на одной стороне панели, положительный и отрицательный электроды расположены в шахматном порядке, а вращение молекул жидкого кристалла происходит в горизонтальном направлении. После скручивания жидкого кристалла направление выравнивания по-прежнему параллельно стеклянной подложке.
Благодаря горизонтальному расположению молекул жидких кристаллов при использовании технологии IPS или Super TFT угол обзора можно расширить до более чем 170°, как и угол обзора ЭЛТ-мониторов.
По сравнению с TN, IPS также называют технологией жесткого экрана из-за ее молекулярного расположения с горизонтальным сдвигом, обеспечивающего более надежную и стабильную структуру жидкого кристалла.
Преимущества IPS
● Широкий угол обзора
Угол обзора IPS-панели может достигать 178 градусов. Как упоминалось ранее, максимальный угол обзора определяется контрастностью не менее 10:1, обычно в четырех направлениях вверх/вниз/влево/вправо. Тесты показывают, что искажение цвета, получаемое невооруженным глазом под любым углом к экрану IPS, практически незначительно.
● Быстрый отклик
Технология IPS изменяет расположение молекул жидких кристаллов при горизонтальном преобразовании. Следовательно, скорость отклика жидкокристаллического экрана выше и стабильнее. При обработке движущихся изображений это может увеличить скорость отклонения молекул ЖК. Высокая скорость отклика экрана IPS делает движение контента более точным и четким и решает проблемы размытия изображения и эффектов дрожания. Когда люди наслаждаются длительными фильмами с ускоренным движением, производительность дисплея на экране IPS четкая и плавная, что значительно снижает боль и усталость глаз и полностью соответствует требованиям здоровья.
● Настоящие цвета
Экран IPS может обеспечить отличную инверсию цвета и преобразование яркости, что позволяет отображать изображения в ярких и естественных цветах.
● Сенсорное управление без водяных знаков
Технология жесткого экрана IPS устраняет проблему водяных знаков, теней и вспышек при нажатии, поэтому она наиболее подходит для устройств с сенсорным экраном.
● Экологически чистый и энергосберегающий
Технология IPS совершила прорыв в энергосбережении. Технология горизонтального выравнивания позволила уменьшить толщину ЖК-слоя и изменить светопропускание жидкокристаллического экрана. Кроме того, IPS использует технологию биполярного привода, которая увеличивает светосилу пикселя на 25%. Учитывая коэффициент пропускания, для достижения той же яркости в приложении IPS может сэкономить больше энергии. С другой стороны, даже для такого долговечного потребительского товара, как телевизор, срок службы IPS LCD теоретически может составлять более 70,000 XNUMX часов.
● Преимущество в размере
С точки зрения размера ЖК-экрана IPS также имеет очевидные преимущества по сравнению со старым ЖК-экраном. Например, основные 42-дюймовые и 40-дюймовые панели на рынке, 42-дюймовый ЖК-телевизор с технологией жесткого экрана имеет площадь на 67.58 квадратных дюймов больше, чем 40-дюймовый ЖК-экран старого ЖК-экрана. Это не только буквальная разница в 2 дюйма, но и целый ноутбук. На 42-дюймовом экране можно полностью отобразить экран цифрового телевизора, поэтому потребители могут наслаждаться игрой на большом экране. 40-дюймовый экран немного уступает, так как мелкие детали по углам не могут быть отображены, и изображение не может быть полностью восстановлено.
Недостатки IPS
Этот метод также имеет недостатки, поскольку электроды можно разместить только с одной стороны двух стеклянных пластин, и электроды должны располагаться гребенкой на поверхности определенного слоя. Это снизит контраст, поэтому подсветку нужно сделать ярче.
Из-за влияния уровня технологии обработки светосила электрода также ограничена.
Кроме того, под влиянием широкого угла обзора наблюдается небольшое отклонение цвета в четырех углах дисплея и проблема с утечкой света.
Сравнение двух основных технологий: TN и IPS
TN+Film не сильно улучшает время отклика. Эта технология относительно проста и имеет высокий выход. Она может только улучшить угол обзора до приемлемого для человеческого глаза уровня, поэтому дисплеи, использующие эту технологию, будут постепенно приходить в упадок.
IPS была принята несколькими производителями, включая Hitachi и NEC, которые поддерживают эту технологию. Успех этой технологии заключается в том, что она обеспечивает угол обзора 170° и приемлемую скорость отклика.
| Характеристика | TN | IPS |
| Угол обзора | Со специальной пленкой для расширения угла обзора TN-LCD. Однако это может лишь немного улучшить угол обзора. | Более широкие углы обзора без искажения цвета как по горизонтали, так и по вертикали. |
| контраст | Более низкое и низкое качество изображения | Лучшие коэффициенты контрастности и отличное управление уровнями черного, чем у многих панелей VA и TN |
| Время отклика | Не сильно улучшить | Хорошо |
| Стоимость | Низкая | Выше, чем TN, но по-прежнему имеет преимущество по стоимости по сравнению с другими технологиями из-за зрелости в производстве. |
| Области применения | Промышленное применение | Подходит для многих приложений, требующих высокой четкости изображения, высокого разрешения и сенсорной функции. |
В дополнение к вышеупомянутым технологиям широкого обзора, эксклюзивной технологии SHARP ASV, технологии деформации MVA «PVA» от южнокорейской SAMSUNG и технологии деформации IPS «FFS», принадлежащей южнокорейской HYDIS.
С появлением и внедрением различных оптимизированных технологий эффект отображения ЖК-дисплея будет по-прежнему превосходить для удовлетворения различных требований приложений.
Tailor Pixels является профессиональным производителем и поставщиком TFT-LCD, предоставляя стандартные и индивидуальные продукты и решения IPS TFT LCD для различных терминалов.
