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IPS ( conmutación en el plano ) es una tecnología de pantalla para pantallas de cristal líquido (LCD). Fue diseñado para resolver las principales limitaciones de las pantallas LCD de matriz de efecto de campo nemático retorcido (TN) que prevalecían a fines de la década de 1980. Estas limitaciones incluían una fuerte dependencia del ángulo de visión y una reproducción del color de baja calidad. El cambio en el plano implica disponer y cambiar la orientación de las moléculas de la capa de cristal líquido (LC) entre los sustratos de vidrio . Esto se hace, esencialmente, en paralelo a estas placas de vidrio. [1]

Historia [ editar ]

El método TN fue la única tecnología viable para las pantallas LCD TFT de matriz activa a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990. Los primeros paneles mostraban una inversión de escala de grises de arriba a abajo, [2] y tenían un tiempo de respuesta alto (para este tipo de transición, 1 ms es visualmente mejor que 5 ms). A mediados de la década de 1990, se desarrollaron nuevas tecnologías, típicamente IPS y alineación vertical (VA), que podían resolver estas debilidades y se aplicaron a grandes paneles de monitores de computadora .

Un enfoque patentado en 1974 fue utilizar electrodos interdigitados en un sustrato de vidrio solo para producir un campo eléctrico esencialmente paralelo a los sustratos de vidrio. [3] [4] Sin embargo, el inventor aún no pudo implementar tales IPS-LCD superiores a las pantallas TN.

Después de un análisis exhaustivo, los detalles de las disposiciones moleculares ventajosas fueron presentados en Alemania por Guenter Baur et al. y patentado en varios países, incluido Estados Unidos, el 9 de enero de 1990. [5] [6] La Sociedad Fraunhofer de Friburgo , donde trabajaban los inventores, asignó estas patentes a Merck KGaA , Darmstadt, Alemania.

Poco después, Hitachi de Japón presentó patentes para mejorar esta tecnología. Un líder en este campo fue Katsumi Kondo, quien trabajó en el Centro de Investigación de Hitachi. [7] En 1992, los ingenieros de Hitachi desarrollaron varios detalles prácticos de la tecnología IPS para interconectar la matriz de transistores de película delgada como una matriz y evitar campos perdidos no deseados entre píxeles. [8] [9] Hitachi también mejoró aún más la dependencia del ángulo de visión al optimizar la forma de los electrodos ( Super IPS ). Comité ejecutivo nacionale Hitachi se convirtieron en los primeros fabricantes de LCD de matriz activa basados ​​en la tecnología IPS. Este es un hito en la implementación de LCD de pantalla grande con un rendimiento visual aceptable para monitores de computadora de pantalla plana y pantallas de televisión. En 1996, Samsung desarrolló la técnica de creación de patrones ópticos que habilita la pantalla LCD multidominio. La conmutación multidominio y en el plano subsiguientemente siguen siendo los diseños de LCD dominantes hasta 2006. [10]

Más tarde, LG Display y otros fabricantes de LCD de Corea del Sur, Japón y Taiwán adaptaron la tecnología IPS.

La tecnología IPS se usa ampliamente en paneles para televisores, tabletas y teléfonos inteligentes . En particular, todos los productos de Apple Inc. comercializados con la etiqueta Retina Display (como iPhone 4 en adelante, [11] iPad 3 encendido, [12] iPad Mini 2 encendido, MacBook Pro con pantalla Retina [13] ) cuentan con pantallas LCD IPS con LED retroiluminación .

Desarrollo de la tecnología IPS de Hitachi [14] [15]
NombreApodoAñoVentaja
Relación de transmitancia / contraste		Observaciones
Super TFTIPS1996Ángulo de visión amplio
Nivel base 100/100		La mayoría de los paneles también admiten colores reales de 8 bits por canal . Estas mejoras se produjeron a costa de un menor tiempo de respuesta, inicialmente de unos 50 ms. Los paneles IPS también eran extremadamente caros.
Super-IPSS-IPS1998Cambio de color libre100/137Desde entonces, IPS ha sido reemplazado por S-IPS (Super-IPS, Hitachi Ltd. en 1998), que tiene todos los beneficios de la tecnología IPS con la adición de un tiempo de actualización de píxeles mejorado. [ cuantificar ]
Super-IPS avanzadoAS-IPS2002Alta transmitancia130/250AS-IPS, también desarrollado por Hitachi Ltd. en 2002, mejora sustancialmente [ cuantificar ] en la relación de contraste de los paneles S-IPS tradicionales hasta el punto en que sólo son superados por algunos S-PVA . [ cita requerida ]
IPS-ProvectusIPS-Pro2004Relación de contraste alta137/313El último panel de la tecnología IPS Alpha con una gama de colores más amplia [ cuantificar ] y una relación de contraste [ cuantificar ] que coinciden con pantallas de PVA y ASV sin brillo fuera de ángulo. [ cita requerida ]
IPS AlphaIPS-Pro2008Relación de contraste altaPróxima generación de IPS-Pro
IPS Alpha de próxima generaciónIPS-Pro2010Relación de contraste alta
Desarrollo de la tecnología LG IPS
NombreApodoAñoObservaciones
IPS horizontalCADERAS2007Mejora [ cuantificar ] la relación de contraste girando el diseño del plano del electrodo. También presenta una película polarizadora opcional Advanced True White de NEC, para hacer que el blanco se vea más natural [ cuantificar ] . Se utiliza en pantallas LCD profesionales / fotográficas. [ cita requerida ]
IPS mejoradoE-IPS2009Apertura [ cuantificación ] más amplia para la transmisión de luz, lo que permite el uso de retroiluminación más económica y de menor potencia. Mejora [ cuantifica ] el ángulo de visión diagonal y reduce aún más el tiempo de respuesta a 5 ms. [ cita requerida ]
IPS profesionalP-IPS2010Ofrece 1.070 millones de colores (profundidad de color de 30 bits). [ cita requerida ] Más orientaciones posibles por subpíxel (1024 en lugar de 256) y produce una mejor [ cuantificación ] profundidad de color verdadero.
IPS avanzado de alto rendimientoAH-IPS2011Precisión de color mejorada, mayor resolución y PPI, y mayor transmisión de luz para un menor consumo de energía. [dieciséis]

Tecnología [ editar ]

Diagrama esquemático de la pantalla IPS LC

Implementación [ editar ]

En este caso, ambos filtros polarizadores lineales P y A tienen sus ejes de transmisión en la misma dirección. Para obtener la estructura nemática retorcida de 90 grados de la capa de LC entre las dos placas de vidrio sin un campo eléctrico aplicado ( estado APAGADO ), las superficies internas de las placas de vidrio se tratan para alinear las moléculas de LC limítrofes en ángulo recto. Esta estructura molecular es prácticamente la misma que en las LCD TN. Sin embargo, la disposición de los electrodos e1 y e2 es diferente. Debido a que están en el mismo plano y en una sola placa de vidrio, generan un campo eléctrico esencialmente paralelo a esta placa. El diagrama no está a escala: la capa de LC tiene solo unos pocos micrómetros de espesor y, por lo tanto, es muy pequeña en comparación con la distancia entre los electrodos.

Las moléculas de LC tienen una anisotropía dieléctrica positiva y se alinean con su eje largo paralelo a un campo eléctrico aplicado. En el estado APAGADO (mostrado a la izquierda), la luz que entra L1 se polariza linealmente por el polarizador P. La capa nemática LC retorcida gira el eje de polarización de la luz que pasa en 90 grados, de modo que idealmente ninguna luz pasa a través del polarizador A. En estado ON , se aplica un voltaje suficiente entre los electrodos y se genera un campo eléctrico E correspondiente que realinea las moléculas de LC como se muestra a la derecha del diagrama. Aquí, la luz L2 puede pasar a través del polarizador A.

En la práctica, existen otros esquemas de implementación con una estructura diferente de las moléculas de LC, por ejemplo, sin ningún giro en el estado APAGADO . Como ambos electrodos están sobre el mismo sustrato, ocupan más espacio que los electrodos de matriz TN. Esto también reduce el contraste y el brillo. [17]

Posteriormente se introdujo Super-IPS con mejores tiempos de respuesta y reproducción del color. [18]

Este diseño de píxeles se encuentra en las pantallas LCD S-IPS. Se utiliza una forma de galón para ensanchar el cono de visualización .

Ventajas [ editar ]

  • Los paneles IPS muestran colores precisos y consistentes desde todos los ángulos de visión. [19] En el sitio web de Japan Display Inc. se puede consultar una comparación de última generación (2014) de los paneles IPS frente a los paneles TN en relación con la coherencia del color bajo diferentes ángulos de visión . [20]
  • A diferencia de las pantallas LCD TN, los paneles IPS no se aclaran ni muestran restos cuando se tocan. Esto es importante para dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos inteligentes y tabletas . [21]
  • Los paneles IPS ofrecen imágenes claras y un tiempo de respuesta estable. [17]

Desventajas [ editar ]

  • Los paneles IPS requieren hasta un 15% más de energía que los paneles TN. [22]
  • Los paneles IPS son más caros de producir que los paneles TN.
  • Los paneles IPS tienen tiempos de respuesta más largos que los paneles TN. [23]
  • Los paneles IPS a veces son vulnerables a un defecto Sangrado de luz de fondo

Tecnologías alternativas [ editar ]

Conmutación de plano a línea (PLS)[ editar ]

Hacia finales de 2010, Samsung Electronics introdujo Super PLS (conmutación de plano a línea) con la intención de proporcionar una alternativa a la popular tecnología IPS que es principalmente fabricada por LG Display. Es una tecnología de panel "tipo IPS" y es muy similar en funciones de rendimiento, especificaciones y características a la oferta de LG Display. Samsung adoptó paneles PLS en lugar de paneles AMOLED , porque en el pasado los paneles AMOLED tenían dificultades para realizar una resolución Full HD en dispositivos móviles . La tecnología PLS fue la tecnología LCD de ángulo de visión amplio de Samsung, similar a la tecnología IPS de LG Display. [24]

Samsung afirmó los siguientes beneficios de Super PLS (comúnmente denominado simplemente "PLS") sobre IPS: [25]

  • Mayor mejora en el ángulo de visión
  • 10 por ciento de aumento de brillo
  • Reducción de hasta un 15 por ciento en los costos de producción
  • Mayor calidad de imagen
  • Panel flexible

Ángulo de visión avanzado avanzado (AHVA) [ editar ]

En 2012, AU Optronics comenzó a invertir en su propia tecnología de tipo IPS, denominada AHVA. Esto no debe confundirse con su tecnología AMVA de larga data (que es una tecnología de tipo VA ). El rendimiento y las especificaciones se mantuvieron muy similares a las ofertas de IPS de LG Display y PLS de Samsung. Los primeros paneles de tipo IPS compatibles con 144 Hz fueron producidos a finales de 2014 (utilizados por primera vez a principios de 2015) por AUO, superando a Samsung y LG Display para proporcionar paneles de tipo IPS de alta frecuencia de actualización. [26] [27]

Fabricantes [ editar ]

  • Optrónica AU
  • Acer
  • BOE
  • Optoelectrónica Chi Mei
  • Japan Display Inc.
  • LG Display (mencionado como el mayor proveedor de LCD IPS en 2012) [1]
  • Pantalla de cristal líquido Panasonic Co., Ltd
  • Pantalla Samsung
  • Pantalla profesional de Sony

Ver también [ editar ]

  • Monitor de computadora
  • e-paper
  • televisión LCD
  • Pantalla de cristal líquido
  • Reloj inteligente
  • LCD TFT

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Cross, Jason (18 de marzo de 2012). "Explicación de las pantallas digitales" . TechHive . Mundo PC. pag. 4. Archivado desde el original el 2 de abril de 2015 . Consultado el 19 de marzo de 2015 .
  2. ^ "Tecnología TFT: mejora del ángulo de visión" . Riverdi (fabricante de módulos TFT). Archivado desde el original el 23 de abril de 2016 . Consultado el 5 de noviembre de 2016 . Sin embargo, [nemático retorcido] sufre el fenómeno llamado inversión de escala de grises. Esto significa que la pantalla tiene un lado de visualización en el que los colores de la imagen cambian repentinamente después de exceder el ángulo de visión especificado. (ver imagen Efecto de inversión )
  3. ^ "Datos bibliográficos: US3834794 (A) - 1974-09-10" . Espacenet.com . Consultado el 9 de octubre de 2013 .
  4. ^ Patente de EE.UU. 3.834.794 : R. Soref, dispositivo de visualización y medición de detección de campo eléctrico de cristal líquido , presentada el 28 de junio de 1973.
  5. ^ "Datos bibliográficos: US5576867 (A) - 1996-11-19" . Espacenet.com . Consultado el 9 de octubre de 2013 .
  6. ^ EE.UU. 5576867  de patente
  7. ^ "Premios y distinciones del SID 2014" . SID informationdisplay.org. Archivado desde el original el 16 de abril de 2014 . Consultado el 4 de julio de 2014 .
  8. ^ "Espacenet - Datos bibliográficos" . Worldwide.espacenet.com. 28 de enero de 1997 . Consultado el 15 de agosto de 2014 .
  9. ^ Patente estadounidense 5.598.285 : K. Kondo, H. Terao, H. Abe, M. Ohta, K. Suzuki, T. Sasaki, G. Kawachi, J. Ohwada, dispositivo de visualización de cristal líquido , presentada el 18 de septiembre de 1992 y el 20 de enero 1993.
  10. ^ "Patrones ópticos" (PDF) . Naturaleza. 22 de agosto de 1996 . Consultado el 13 de junio de 2008 .
  11. ^ Especificaciones técnicas iPhone 5c Archivado el 31 de octubre de 2013 en Wayback Machine.
  12. ^ Comparación de modelos de iPad Archivado el 24 de octubre de 2012 en Wayback Machine.
  13. ^ Especificaciones técnicas Mac Book Pro con pantalla Retina Archivado el 8 de enero de 2014 en Wayback Machine.
  14. ^ IPS-Pro (tecnología IPS en evolución) Archivado el 29 de marzo de 2010 en Wayback Machine.
  15. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 15 de noviembre de 2012 . Consultado el 24 de noviembre de 2013 . Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
  16. ^ Personal de noticias tech2. "LG anuncia pantallas AH-IPS de súper alta resolución" . Firstpost.com. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2015 . Consultado el 10 de diciembre de 2015 .
  17. ^ a b Baker, Simon (30 de abril de 2011). "Tecnologías de paneles: TN Film, MVA, PVA e IPS explicados" . Tftcentral.co.uk. Archivado desde el original el 29 de junio de 2017 . Consultado el 13 de enero de 2012 .[ fuente no confiable? ]
  18. ^ "Explicación de la tecnología del panel LCD" . PChardwarehelp.com. Archivado desde el original el 14 de enero de 2012 . Consultado el 13 de enero de 2012 .[ fuente no confiable? ]
  19. ^ Comparaciones realizadas por LG Display Archivado el 13 de enero de 2013 en Wayback Machine.
  20. ^ Comparación visual de IPS y TN realizada por Japan Display Inc. Archivado el 28 de marzo de 2014 en Wayback Machine.
  21. ^ IPS "Stable Panel" Archivado el 2 de mayo de 2015 en la Wayback Machine.
  22. ^ Ivankov, Alex (1 de septiembre de 2016). "Ventajas y desventajas de la tecnología de pantalla IPS" . Versión diaria . Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2017 . Consultado el 25 de septiembre de 2017 .
  23. ^ "Guía de visualización y gráficos" . Universidad de Pensilvania . Consultado el 14 de febrero de 2019 .
  24. ^ "Samsung adopta IPS en lugar de AMOLED: ¿Por qué?" . seoul.co.kr. Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2012 . Consultado el 9 de noviembre de 2012 .
  25. ^ "Samsung PLS mejora en pantallas IPS como iPad, cuesta menos" . electronista.com. Archivado desde el original el 27 de octubre de 2012 . Consultado el 30 de octubre de 2012 .
  26. ^ "AU Optronics desarrolla paneles de visualización tipo IPS de actualización de 144Hz" . Archivado desde el original el 17 de mayo de 2015.
  27. ^ "Paneles tipo IPS de 144Hz desarrollados - 1440p también" . Archivado desde el original el 18 de mayo de 2015.

Enlaces externos [ editar ]

  • Tecnologías de panel
  • Forma completa de pantalla IPS