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IPS技术

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2024年4月8日发(作者:闵安安)

两种显示模式对液晶视角改进情况的比较

2

宋正格

IPS模式的技术特点

IPS技术是日本日立公司于1996年开发成功的显示技术,是一种LCD广视

角技术,被广泛的应用在LCD-TV的制造上,能够有效改善当出现视角差时,在

TN屏幕上出现的色差以及其他问题。其主要原理是利用液晶分子的平面切换的

方式来改善视角,利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场的驱动的改变让

液晶分子做最大的平面旋转角度来增加视角。

IPS型和TN型都是使用向列型液晶,两者不同的特征是施加于液晶分子的

电场不同:

TN型的电极在两片基板上面,施加的电场方向是垂直于基板,液晶分子相

对于基板是平行与垂直两个方向运动; IPS型的施加电场方式是水平的,因此

液晶分子是平行于基板进行扭转运动,未施加电场的液晶分子是平行基板配向

(homogeneous),上下二片偏光板是90度交叉配置,永远保持垂直。底层偏光

板的偏光轴与液晶分子的配像是相同,入射光经由平行配列的液晶层,直线前

进不改变行进方向,射出光无法通过上层偏光板,所以呈现不透光的黑色状

态,施加电场后,液晶分子会扭转,在液晶层产生双折射现象,这会改变入射

光行进的方向,通过上层偏光板,呈现透光状态。液晶分子平交于基板作扭转

运动,未施加电场,液晶分子配列在小于倾角时,黑色状态的视角是增大了,

导致明暗比的视角也变广。

第一代IPS技术,它已经实现了较好的可视角度。后来,日立又推出了S-

IPS(super-IPS)技术,很好的改善了响应时间过长的问题,但是开口率低的问

题依然存在。虽然IPS、S-IPS都是日立公司的杰作,但是LG Display公司生产

的S-IPS面板应用更广泛,目前液晶电视采用的S-IPS面板,普遍都出自LG-

Display公司。

IPS改变了液晶分子的排列和电极的分布,工作时的情况也有了改变。当不

施加电压的时,液晶完全不会旋转,两个取向层成90度垂直,就会显示出比较

纯的黑色,这也是IPS比TN+FILM的强项。施加电压后,液晶分子旋转到垂直的

为止,光线便可以通过。所以大家看到,IPS与TN-LCD在施加和不施加电压的

显示效果是正好相反的。不过值得一提的是,不管加不加电压,IPS的液晶分子

都是平躺着转的,由于它天生的这项特性,所以它在大视角下的对比与色偏表现

是三种液晶技术中最好的,不需要额外动手脚。

IPS面板现在有数个分支结构,包括常见的鱼鳞状液晶分子的S-IPS,竖直

条纹状的H-IPS。它的全黑状态漏光控制得很好,色彩均匀,而且大多数此类面

板都会搭配10bit甚至更强得驱动IC,色彩更为鲜艳。当然,它的缺点就是液

晶分子响应速度比较慢。目前最快的H-IPS面板响应时间也仅为灰阶5ms,而大

部分S-IPS都还在灰阶8ms徘徊。

与早期IPS面板想比,通过导入人字形电极和双畴模式,改善了特定角度的

灰阶逆转现象并进一步拓宽视角,实现了S-IPS(Super IPS)178度广视角技术。

不仅在左右视角广度达到178°,仰角俯角有效收视范围也能达了178°。确保

在任意角度观看时,都能真实再现精彩画面,很好的解决了相对而言视角范围较

小、侧面观看时画面略有失真的问题。此外,LG利用独有的TR波形校正技术,

将对比度提升到10000:1,极大改善了屏幕的明暗对比度,透光性能突出,从而

使亮度、对比度提高,确保任何场景都可以完美展示最细腻的画面。

广角液晶分子需要更高的电压才能驱动偏转,所以要保证一定的亮度,必须

要加大耗电量。不过16:9设计的显示器,灯管数量降低,并且部分显示器默认

最大亮度调低了,所以会出现比较理想的情况。如某些AOC iF23采用2灯管的

16:9设计,所以功耗得到较好控制,但总的来说IPS面板的功耗比TN高很多。

VA模式的技术特点:

VA型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛,16.7M色彩和大可视角

度是它最为明显的技术特点,目前VA型面板主要分为两种,一种为MVA型,另

外一种为PVA型。

MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT,多区域垂直排列)技术,原理是

增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列,

在施加电压后液晶分子成水平排列,这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角

度提高到160度以上,并且提供比IPS和TN+FILM更短的响应时间。这项技术是

2024年4月8日发(作者:闵安安)

两种显示模式对液晶视角改进情况的比较

2

宋正格

IPS模式的技术特点

IPS技术是日本日立公司于1996年开发成功的显示技术,是一种LCD广视

角技术,被广泛的应用在LCD-TV的制造上,能够有效改善当出现视角差时,在

TN屏幕上出现的色差以及其他问题。其主要原理是利用液晶分子的平面切换的

方式来改善视角,利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场的驱动的改变让

液晶分子做最大的平面旋转角度来增加视角。

IPS型和TN型都是使用向列型液晶,两者不同的特征是施加于液晶分子的

电场不同:

TN型的电极在两片基板上面,施加的电场方向是垂直于基板,液晶分子相

对于基板是平行与垂直两个方向运动; IPS型的施加电场方式是水平的,因此

液晶分子是平行于基板进行扭转运动,未施加电场的液晶分子是平行基板配向

(homogeneous),上下二片偏光板是90度交叉配置,永远保持垂直。底层偏光

板的偏光轴与液晶分子的配像是相同,入射光经由平行配列的液晶层,直线前

进不改变行进方向,射出光无法通过上层偏光板,所以呈现不透光的黑色状

态,施加电场后,液晶分子会扭转,在液晶层产生双折射现象,这会改变入射

光行进的方向,通过上层偏光板,呈现透光状态。液晶分子平交于基板作扭转

运动,未施加电场,液晶分子配列在小于倾角时,黑色状态的视角是增大了,

导致明暗比的视角也变广。

第一代IPS技术,它已经实现了较好的可视角度。后来,日立又推出了S-

IPS(super-IPS)技术,很好的改善了响应时间过长的问题,但是开口率低的问

题依然存在。虽然IPS、S-IPS都是日立公司的杰作,但是LG Display公司生产

的S-IPS面板应用更广泛,目前液晶电视采用的S-IPS面板,普遍都出自LG-

Display公司。

IPS改变了液晶分子的排列和电极的分布,工作时的情况也有了改变。当不

施加电压的时,液晶完全不会旋转,两个取向层成90度垂直,就会显示出比较

纯的黑色,这也是IPS比TN+FILM的强项。施加电压后,液晶分子旋转到垂直的

为止,光线便可以通过。所以大家看到,IPS与TN-LCD在施加和不施加电压的

显示效果是正好相反的。不过值得一提的是,不管加不加电压,IPS的液晶分子

都是平躺着转的,由于它天生的这项特性,所以它在大视角下的对比与色偏表现

是三种液晶技术中最好的,不需要额外动手脚。

IPS面板现在有数个分支结构,包括常见的鱼鳞状液晶分子的S-IPS,竖直

条纹状的H-IPS。它的全黑状态漏光控制得很好,色彩均匀,而且大多数此类面

板都会搭配10bit甚至更强得驱动IC,色彩更为鲜艳。当然,它的缺点就是液

晶分子响应速度比较慢。目前最快的H-IPS面板响应时间也仅为灰阶5ms,而大

部分S-IPS都还在灰阶8ms徘徊。

与早期IPS面板想比,通过导入人字形电极和双畴模式,改善了特定角度的

灰阶逆转现象并进一步拓宽视角,实现了S-IPS(Super IPS)178度广视角技术。

不仅在左右视角广度达到178°,仰角俯角有效收视范围也能达了178°。确保

在任意角度观看时,都能真实再现精彩画面,很好的解决了相对而言视角范围较

小、侧面观看时画面略有失真的问题。此外,LG利用独有的TR波形校正技术,

将对比度提升到10000:1,极大改善了屏幕的明暗对比度,透光性能突出,从而

使亮度、对比度提高,确保任何场景都可以完美展示最细腻的画面。

广角液晶分子需要更高的电压才能驱动偏转,所以要保证一定的亮度,必须

要加大耗电量。不过16:9设计的显示器,灯管数量降低,并且部分显示器默认

最大亮度调低了,所以会出现比较理想的情况。如某些AOC iF23采用2灯管的

16:9设计,所以功耗得到较好控制,但总的来说IPS面板的功耗比TN高很多。

VA模式的技术特点:

VA型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛,16.7M色彩和大可视角

度是它最为明显的技术特点,目前VA型面板主要分为两种,一种为MVA型,另

外一种为PVA型。

MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT,多区域垂直排列)技术,原理是

增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列,

在施加电压后液晶分子成水平排列,这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角

度提高到160度以上,并且提供比IPS和TN+FILM更短的响应时间。这项技术是

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