IPSとは何ですか？ IPS マトリックス: それとは何ですか - 詳細ガイド

また、すべてのラップトップディスプレイは 18 ビットカラー (RGB チャネルごとに 6 ビット) のマトリックスを使用し、24 ビットはディザリングによるちらつきによってエミュレートされます。

当初は、小型 LCD ディスプレイ (寿命が短い) が腕時計、電卓、インジケーターなどに応用されていました。

ラップトップやノートブックの普及に伴い、大画面が広く使用されるようになり、需要が高まっています。

仕様

LCD ディスプレイの最も重要な特性:

マトリクスタイプ - LCD ディスプレイを製造する技術。
マトリックスクラス - ISO 13406-2 によれば、4 つのクラスに分類されます。
解像度 - ピクセル単位で表される水平方向と垂直方向の寸法。 CRT モニターとは異なり、LCD には 1 つの固定解像度があり、残りは補間によって実現されます。 (CRT モニターにも固定数のピクセルがあり、赤、緑、青のドットで構成されます。ただし、テクノロジーの性質上、標準以外の解像度を表示する場合は補間は必要ありません。)
ポイントサイズ (ピクセルサイズ) は、隣接するピクセルの中心間の距離です。物理的な解像度に直接関係します。
画面アスペクト比（プロポーショナル形式） - 幅と高さの比（5:4、4:3、3:2（15÷10）、8:5（16÷10）、5:3（15÷9）、16: 9など）
見かけの対角線は、対角線で測定したパネル自体のサイズです。ディスプレイの面積はフォーマットによっても異なります。同じ対角線を持つ 4:3 フォーマットのモニターの面積は、16:9 フォーマットのモニターよりも大きくなります。
コントラストは、特定のバックライトの明るさにおける最も明るい点と最も暗い点の明るさの比率です。一部のモニターは、追加のランプを使用して適応型バックライトレベルを使用しており、それらに指定されたコントラスト数値 (いわゆるダイナミック) は静止画像には適用されません。
明るさはディスプレイが発する光の量で、通常は平方メートルあたりのカンデラで測定されます。
応答時間は、ピクセルの明るさが変化するのに必要な最小時間です。 2 つの量で構成されます。
- バッファリング時間 ( 入力ラグ）。値を高くすると、ダイナミックなゲームが妨げられます。通常は沈黙を保っていた。高速度撮影時のキネスコープとの比較により測定。現在 (2011 年) は 20 ～ 50 ミリ秒以内です。一部の初期モデルでは 200 ミリ秒に達しました。
- 切り替え時間はモニターの仕様に記載されている時間です。値を高くするとビデオの品質が低下します。測定方法があいまいです。現在、ほとんどすべてのモニターで、スイッチング時間は 2 ～ 6 ms と記載されています。
視野角 - コントラストの低下が所定の値に達する角度は、マトリックスの種類やメーカーごとに異なる方法で計算されるため、多くの場合比較できません。メーカーによってはそのように表記している場合もあります。モニターのパラメータには、CR 5:1 - 176/176°、CR 10:1 - 170/160°などの視野角があります。略語 CR (コントラスト比) は、画面の垂直方向に対する指定された視野角でのコントラストレベルを示します。視野角 170°/160° では、画面中央のコントラストは 10:1 以上に低下し、視野角 176°/176° では 5:1 以上に低下します。

デバイス

カラー液晶ディスプレイのサブピクセル

構造的には、ディスプレイは、LCD マトリックス (層間に液晶が位置するガラス板)、照明用の光源、コンタクトハーネス、および剛性の金属フレームを備えたプラスチック製のフレーム (ケース) で構成されます。

LCD マトリックスの各ピクセルは、2 つの透明電極間の分子層と 2 つの偏光フィルターで構成され、その偏光面は (通常) 垂直です。液晶が存在しない場合、最初のフィルターを透過した光は、2 番目のフィルターによってほぼ完全にブロックされます。

液晶と接触する電極の表面は、分子を最初に一方向に配向させるために特別に処理されています。 TN マトリックスでは、これらの方向は相互に直交しているため、張力がなければ分子はらせん構造に整列します。この構造は、2 番目のフィルターの前で偏光面が回転し、光が損失なくフィルターを通過するように光を屈折させます。最初のフィルターによる非偏光の半分の吸収を除けば、セルは透明であると考えることができます。

電極に電圧が印加されると、分子は電場の方向に整列する傾向があり、ねじ構造が歪みます。この場合、弾性力がこれに対抗し、電圧をオフにすると分子は元の位置に戻ります。十分な電界強度があれば、ほとんどすべての分子が平行になり、不透明な構造が得られます。電圧を変えることで透明度をコントロールできます。

一定の電圧を長時間印加すると、イオンマイグレーションにより液晶構造が劣化する場合があります。この問題を解決するには、セルがアドレス指定されるたびに交流を使用するか、フィールドの極性を変更します (極性に関係なく、電流がオンになると透明度の変化が発生するため)。

マトリックス全体では、各セルを個別に制御することが可能ですが、セルの数が増加すると、必要な電極の数も増加するため、これを実現するのは困難になります。したがって、行および列のアドレス指定はほぼどこでも使用されます。

セルを通過する光は自然光であり、基板から反射されます (バックライトのない LCD ディスプレイの場合)。しかし、外部照明に依存しないことに加えて、結果として得られる画像の特性を安定させるため、より頻繁に使用されます。

一方で、LCD モニターにはいくつかの欠点もあります。これらの欠点は根本的に取り除くのが難しいことがよくあります。たとえば、次のとおりです。

OLED ディスプレイ (有機発光ダイオードマトリクス) は、LCD モニタに代わる有望な技術と考えられていますが、特に対角の大きなマトリクスの場合、量産が困難です。

テクノロジー

LCD ディスプレイ製造の主な技術: TN+フィルム、IPS (SFT、PLS)、MVA。これらの技術は、表面、ポリマー、制御プレート、前面電極の形状が異なります。特定の設計に使用される液晶特性を持つポリマーの純度と種類は非常に重要です。

SXRD テクノロジーを使用して設計された LCD モニターの応答時間。 シリコン X-tal 反射型ディスプレイ - シリコン反射型液晶マトリックス）、5 ms に短縮。

TN+フィルム

TN + フィルム (Twisted Nematic + フィルム) は最もシンプルな技術です。言葉映画技術名の「」は、視野角（約 90 度から 150 度）を広げるために使用される追加の層を意味します。現在、接頭語の film は省略されることが多く、そのような行列を単に TN と呼びます。 TN パネルのコントラストと視野角を改善する方法はまだ見つかっていません。このタイプのマトリックスの応答時間は現時点で最高のものの 1 つですが、コントラストレベルはそうではありません。

TN+ フィルムアレイは次のように機能します。サブピクセルに電圧が印加されていない場合、液晶 (および液晶が透過する偏光) は 2 枚のプレート間の空間の水平面内で相互に 90 度回転します。そして、2 番目のプレートのフィルターの偏光方向は 1 番目のプレートのフィルターの偏光方向と正確に 90 度であるため、光はそこを通過します。赤、緑、青のサブピクセルが完全に点灯すると、画面に白い点が表示されます。

このテクノロジーの利点には、最新のマトリックスの中で応答時間が最も短いことと、低コストが挙げられます。短所: 演色性が悪く、視野角が最も狭い。

IPS（SFT）

AS-IPS (先進のスーパーIPS- 拡張スーパー IPS) - も 2002 年に日立製作所によって開発されました。この改善は主に従来の S-IPS パネルのコントラストレベルに関するもので、S-PVA パネルのコントラストに近づけました。 AS-IPS は、LG.Philips コンソーシアムによって開発された S-IPS テクノロジーに基づく NEC モニター (NEC LCD20WGX2 など) の名前としても使用されます。

H-IPS A-TW (高度な真のワイド偏光子を備えた水平 IPS ) - LG.Philips によって NEC Corporation のために開発されました。 TW (トゥルーホワイト) カラーフィルターを備えた H-IPS パネルで、白色をよりリアルにし、画像を歪めることなく視野角を広げます (斜めに光る LCD パネルの影響、いわゆる「グロー」を排除します)。効果"）。このタイプのパネルは、高品質のプロフェッショナルモニターの作成に使用されます。

AFFS (高度なフリンジフィールドスイッチング 、非正式名 - S-IPS Pro）は、2003 年に BOE Hydis によって開発された IPS をさらに改良したものです。電界の出力が増大したことにより、さらに大きな視野角と輝度を実現することができ、さらに画素間距離を短縮することができました。 AFFS ベースのディスプレイは主に、Hitachi Displays によって製造されたマトリックス上のタブレット PC で使用されます。

NECの超微細TFT技術の開発

名前	短い指定	年	アドバンテージ	ノート
超微細TFT	S.F.T.	1996	広い視野角、深みのある黒	。演色性が向上したため、明るさが若干低くなりました。
高度なSFT	A-SFT	1998	最高の応答時間	この技術は A-SFT (Advanced SFT、1998 年に Nec Technologies Ltd.) に進化し、応答時間を大幅に短縮しました。
超高度なSFT	SA-SFT	2002	高い透明性	NECテクノロジーズ株式会社が開発したSA-SFT 2002年にはA-SFTに比べて透明度が1.4倍向上しました。
超高度なSFT	UA-SFT	2004	高い透明性演色性ハイコントラスト	SA-SFT と比較して 1.2 倍の透明度、NTSC 色範囲の 70% のカバー率、およびコントラストの向上を実現しました。

日立によるIPS技術の開発

名前	短い指定	年	アドバンテージ	透明度/ 対比	ノート
スーパーTFT	IPS	1996	広い視野角	100/100 基本レベルの	ほとんどのパネルは、リアルなカラーレンダリング (チャンネルあたり 8 ビット) もサポートしています。これらの改善により、応答時間は遅くなり、当初は約 50 ミリ秒でした。 IPSパネルも非常に高価でした。
スーパーIPS	S-IPS	1998	色ずれなし	100/137	IPS は、応答時間を短縮しながら IPS テクノロジーのすべての利点を継承する S-IPS (Super-IPS、1998 年に日立製作所) に置き換えられました。
先進のスーパーIPS	AS-IPS	2002	高い透明性	130/250	AS-IPSも日立製作所が開発。 2002 年には、主に従来の S-IPS パネルのコントラストを一部の S-PVA に次ぐレベルまで改善しました。
IPS-プロベクタス	IPSプロ	2004	ハイコントラスト	137/313	コーナーグローのない、PVA および ASV ディスプレイに匹敵する広い色域とコントラストを備えた IPS Alpha パネルテクノロジー。
IPSアルファ	IPSプロ	2008	ハイコントラスト		次世代IPS-Pro
IPS アルファ次世代	IPSプロ	2010	ハイコントラスト		日立がパナソニックに技術移転

LGによるIPS技術の開発

名前	短い指定	年	ノート
スーパーIPS	S-IPS	2001	LG ディスプレイは、依然として日立 Super-IPS テクノロジーをベースとしたパネルの主要メーカーの 1 つです。
先進のスーパーIPS	AS-IPS	2005	色域の拡大によりコントラストが向上。
水平型IPS	ヒップ	2007	さらなるコントラストと視覚的に均一な画面面を実現しました。また、NECの偏光フィルムをベースにしたAdvanced True Wide Polarizerテクノロジーも追加され、より広い視野角を実現し、斜めから見たときのフレアを排除します。プロのグラフィック作業で使用されます。
強化されたIPS	e-IPS	2009	開口部が広いため、完全にオープンなピクセルで光の透過率が向上し、より安価に製造でき、消費電力が低いバックライトの使用が可能になります。対角視野角が改善され、応答時間が 5 ms に短縮されました。
プロフェッショナルIPS	P-IPS	2010	10 億 7,000 万色 (30 ビットの色深度) を提供します。より多くのサブピクセル方向 (1024 対 256) が可能になり、トゥルーカラー深度が向上します。
先進の高性能 IPS	AH-IPS	2011	演色性の向上、解像度とPPIの向上、明るさの向上、消費電力の削減。

MVA/PVA

MVA/PVA マトリックス (VA はの略です) 垂直方向の配置- 垂直配置）は、コストと消費者の特性の両方の点で、TN と IPS の間の妥協点と考えられています。

MVA テクノロジー ( マルチドメインの垂直方向の配置 ) は、TN テクノロジーと IPS テクノロジーの折衷案として富士通によって開発されました。 MVA マトリックスの水平視野角と垂直視野角は 160° (最新のモニターモデルでは最大 176 ～ 178°) であり、アクセラレーションテクノロジ (RTC) の使用のおかげで、これらのマトリックスの応答時間は TN+Film に大きく劣りません。これらは、色の深さと再現の正確さの点で、後者の特性を大幅に上回っています。

MVA は、富士通が 1996 年に導入した VA テクノロジーの後継です。電圧がオフになると、VA マトリックスの液晶は 2 番目のフィルターに対して垂直に配向され、光を透過しません。電圧が印加されると、結晶が 90°回転し、画面に明るい点が表示されます。 IPS マトリックスの場合と同様、電圧がないとピクセルは光を透過しないため、ピクセルが故障すると黒い点として見えます。

MVA テクノロジーの利点は、濃い黒色 (垂直に見た場合) と、らせん結晶構造と二重磁場の両方がないことです。 S-IPS と比較した MVA の欠点: 垂直に見たときの影の細部の損失、画像のカラーバランスの視野角への依存。

MVA に類似するテクノロジーは次のとおりです。

PVA ( パターン化された垂直方向の配置）サムスンから。
Sony-Samsung 製のスーパー PVA (S-LCD)。
CMO によるスーパー MVA。

お願いします

PLS行列( プレーンツーラインスイッチング) は、IPS の代替として Samsung によって開発され、2010 年 12 月に初めて実証されました。このマトリックスは IPS より 15% 安いと予想されます。

利点:

ピクセル密度は IPS (および *VA/TN と同様) と比較して高くなります。
高輝度と良好な演色性。
大きな視野角。
sRGB を完全にカバーします。
TNと同等の低消費電力。

欠点:

応答時間 (5 ～ 10 ミリ秒) は S-IPS に匹敵し、*VA よりは優れていますが、TN よりは劣ります。
他のすべてのタイプのマトリックスよりも低いコントラスト (600:1)。
不均一な照明。

バックライト

液晶自体は光りません。液晶ディスプレイ上の画像を表示するには、次のものが必要です。光源は外部 (太陽など) または内蔵 (バックライト) の場合があります。通常、内蔵のバックライトランプは液晶層の後ろに配置され、液晶層を通して光ります (ただし、時計などには側面照明もあります)。

外部照明

腕時計や携帯電話のモノクロディスプレイは、ほとんどの場合、外部照明（太陽、室内照明など）を使用します。通常、液晶ピクセル層の後ろには、ミラーまたはマットな反射層があります。暗闇で使用するために、このようなディスプレイにはサイドライトが装備されています。反射（ミラー）層が半透明で、その後ろにバックライトランプが配置されている半透過型ディスプレイもあります。

白熱照明

かつて、一部のモノクロ液晶腕時計には超小型白熱ランプが使用されていました。しかし、白熱灯はエネルギー消費が高いため、利益が得られません。さらに、大量の熱を発生し（過熱は液晶に有害）、焼き切れることが多いため、テレビなどでの使用には適していません。

エレクトロルミネセンスパネル

一部の時計および計器ディスプレイのモノクロ LCD ディスプレイには、バックライトにエレクトロルミネッセンスパネルが使用されています。このパネルは結晶性リン (硫化亜鉛など) の薄層であり、エレクトロルミネッセンス (電流の影響下で発光) が発生します。通常、緑がかった青または黄がかったオレンジ色に輝きます。

ガス放電（「プラズマ」）ランプによる照明

21 世紀の最初の 10 年間、LCD ディスプレイの大部分は、1 つまたは複数のガス放電ランプ (ほとんどの場合、冷陰極ランプ - CCFL、ただし最近 EEFL が使用されるようになった) によってバックライトを当てられていました。これらのランプでは、光源はガスを通した放電によって生成されるプラズマです。このようなディスプレイを、各ピクセル自体が発光し、小型の放電ランプであるプラズマディスプレイと混同しないでください。

発光ダイオード（LED）バックライト

2010 年代初頭には、1 つまたは少数の発光ダイオード (LED) でバックライトを点灯する LCD ディスプレイが普及しました。このような LCD ディスプレイ (業界では LED TV または LED ディスプレイと呼ばれることが多い) を、各ピクセル自体が点灯する小型 LED である真の LED ディスプレイと混同しないでください。

メーカー

Chimei Innolux Corporation (奇美イノラックス)
中華映像管 (CPT)

想像する
ハイディス

東芝松下ディスプレイテクノロジー (TMD)

こちらも参照

産業用LCDディスプレイ

ノート

文学

S.P.ミロシニチェンコ、P.V.セルバ。液晶表示装置。講義1
ムヒン I.A.液晶モニターの選び方は？コンピュータビジネスマーケット No.4(292)、2005 年 1 月、284 ～ 291 ページ。
ムヒン I.A.液晶モニターの開発放送テレビおよびラジオ放送: パート 1 - No. 2(46) 2005 年 3 月。P. 55-56。パート 2 - No. 4(48) 2005 年 6 月～7 月、71 ～ 73 ページ。
ムヒン I.A.

現在、民生用モニターの製造には、LCD と LED という 2 つの最も基本的な、いわばルートのマトリックス製造技術が使用されています。

LCDは「Liquid Crystal Display」というフレーズの略語で、わかりやすいロシア語に訳すと「液晶ディスプレイ」または「LCD」という意味になります。
LED は「Light Emitting Diode」の略で、私たちの言語では発光ダイオード、または単に LED と読みます。

他のすべてのタイプは、ディスプレイ構造のこれら 2 つの柱から派生し、以前のバージョンを修正、最新化、および改良したバージョンです。

さて、ここでディスプレイが人類に役立つようになった進化の過程を考えてみましょう。

モニターマトリクスの種類、その特徴、類似点と相違点

私たちに最も馴染みのある液晶画面から始めましょう。これには次のものが含まれます。

マトリックスは、最初は液晶フィルムを散在させたガラス板のサンドイッチでした。その後、技術の発展に伴い、ガラスの代わりに薄いプラスチックのシートが使用されるようになりました。
光源。
ワイヤーを接続します。
製品に剛性を与える金属フレームを備えたケース

画像の形成を担当する画面上の点は、と呼ばれます。 ピクセルであり、次のもので構成されます。

透明電極は2枚入りです。
電極間の活性物質の分子の層 (これが LC)。
光軸が互いに直交する偏光板（設計による）。

フィルター間に LC が存在しない場合、光源からの光が最初のフィルターを通過し、一方向に偏光された光は、その光軸が最初のフィルターの軸に対して垂直であるため、2 番目のフィルターによって完全に遅延されます。フィルター。したがって、マトリックスの片側がどれだけ輝いていても、反対側は黒いままです。

液晶に接触する電極の表面は、空間内に特定の順序の分子を生成するように処理されています。換言すれば、電極に印加される電流の電圧の大きさに応じてその向きが変化する傾向がある。次に、マトリックスの種類による技術的な違いが始まります。

Tnマトリックスは「Twisted Nematic」の略で、「ねじれた糸状」という意味です。分子の初期配置は 4 分の 1 逆螺旋の形をしています。つまり、第 1 のフィルターからの光は屈折し、結晶に沿って通過し、その光軸に従って第 2 のフィルターに当たります。したがって、静かな状態では、そのようなセルは常に透明です。

電極に電圧を印加することにより、結晶が完全に真っ直ぐになるまで結晶の回転角を変えることができ、その角度で光は屈折せずに結晶を通過します。そして、最初のフィルターによってすでに偏光されているため、2番目のフィルターはそれを完全に遅らせ、セルは黒になります。電圧を変えると回転角度が変わり、それに応じて透明度も変わります。

利点

欠陥– 視野角が小さい、コントラストが低い、演色性が低い、慣性、電力消費

TN+フィルムマトリックス

単純な TN とは異なり、視野角を度単位で広げるように設計された特別な層が存在します。実際には、最良のモデルでは水平方向に 150 度の値が達成されます。低価格レベルのテレビやモニターの大部分で使用されています。

利点– 短い応答時間、低コスト。

欠陥– 視野角が非常に小さく、コントラストが低く、演色性が低く、慣性が強い。

TFTマトリックス

「Think Film Transistor」の略で「薄膜トランジスタ」と訳されます。 TN-TFT はマトリックスの一種ではなく製造技術であり、純粋な TN との違いは画素の制御方法のみであるため、TN-TFT という名前がより正確です。ここでは、微細な電界効果トランジスタを使用して実装されているため、そのような画面はアクティブ LCD のクラスに属します。つまり、これはマトリックスの一種ではなく、それを管理する方法です。

IPSまたはSFTマトリックス

はい、これも非常に古い LCD プレートの子孫です。本質的には、Super Fine TFT (非常に優れた TFT) と呼ばれているように、より発展して現代化された TFT です。最高の製品では視野角が拡大され、178 度に達し、色域は自然とほぼ同じです。

利点– 視野角、演色性。

欠陥– TN に比べて価格が高すぎるため、応答時間が 16 ミリ秒を下回ることはほとんどありません。

IPS マトリックスの種類:

H-IPS – 画像のコントラストを高め、応答時間を短縮します。
AS-IPS - 主な品質はコントラストを高めることです。
H-IPS A-TW - 白色とその色合いを改善する「True White」テクノロジーを備えた H-IPS。
AFFS - 電界強度を高め、視野角と明るさを大きくします。

PLSマトリックス

コストを削減し、応答時間 (最大 5 ミリ秒) を最適化するために、IPS バージョンが変更されました。 Samsung 社が開発したもので、他のエレクトロニクス開発者が特許を取得している H-IPS、AN-IPS の類似品です。

PLS マトリックスについて詳しくは、次の記事をご覧ください。

VA、MVA、および PVA マトリックス

これも製造技術であり、別個のタイプのスクリーンではありません。

– 「Vertical Alignment」の略で、垂直方向の配置と訳されます。 TN マトリックスとは異なり、VA はオフのときに光を透過しません。
MVAマトリックス。修正されたVA。最適化の目標は、視野角を広げることでした。オーバードライブ技術の採用により、応答時間が短縮されました。
PVAマトリックス。別の種ではありません。これは、Samsung が独自の名前で特許を取得した MVA です。

また、平均的なユーザーが実際には遭遇する可能性が低いさまざまな改良点や改善点もさらに多数あります。メーカーが箱に表示する最大値は、主要な種類の画面であり、それだけです。

LCDと並行してLED技術も開発されました。本格的な純粋な LED スクリーンは、マトリックスまたはクラスター方式で個別の LED から作られており、家電店では見つけることができません。

フルウェイト LED が販売されていない理由は、寸法が大きく、解像度が低く、粒子が粗いことにあります。このようなデバイスの範囲は、バナー、街頭テレビ、メディアファサード、ティッカーテープデバイスなどです。

注意！「LED モニター」などのマーケティング名と実際の LED ディスプレイを混同しないでください。ほとんどの場合、この名前は TN+Film タイプの通常の LCD を隠しますが、バックライトは蛍光灯ではなく LED ランプを使用して作られます。このようなモニターに LED テクノロジーが搭載されているのは、バックライトだけです。

OLEDディスプレイ

OLED ディスプレイは別のセグメントであり、最も有望な分野の 1 つです。

利点

軽量で全体の寸法が軽い。
電気への欲求が低い。
無制限の幾何学的形状。
特別なランプによる照明は必要ありません。
最大180度の視野角。
瞬時のマトリックス応答。
コントラストは既知の代替技術をすべて上回ります。
柔軟な画面を作成する機能。
他のスクリーンに比べて温度範囲が広いです。

欠陥

特定の色のダイオードの耐用年数が短い。
耐久性のあるフルカラーディスプレイを作成することは不可能です。
IPSと比較しても非常に高価です。

参考のため。おそらくモバイルデバイスの愛好家にも読まれていると思われるので、ポータブルテクノロジー分野についても触れます。
AMOLED (アクティブマトリックス有機発光ダイオード) – LED と TFT の組み合わせ
Super AMOLED – さて、ここですべてが明らかだと思います。

提供されたデータに基づくと、モニターマトリックスには液晶と LED の 2 種類があることがわかります。それらの組み合わせやバリエーションも可能です。

マトリクスは ISO 13406-2 および GOST R 52324-2005 によって 4 つのクラスに分割されていることを知っておく必要があります。これについては、最初のクラスではデッドピクセルが完全に存在しないことを規定し、4 番目のクラスでは最大 262 ピクセルが許可されるとだけ説明します。 100 万ピクセルあたりの欠陥。

モニターにどのようなマトリックスがあるかを確認するにはどうすればよいですか?

画面のマトリックスタイプを確認するには 3 つの方法があります。

a) 梱包箱と技術文書が保存されている場合は、おそらくそこにデバイスの特性を記載した表が表示され、その中に重要な情報が示されています。

b) モデルと名前がわかれば、メーカーのオンラインリソースのサービスを利用できます。

TN モニターのカラー画像を横、上、下からさまざまな角度から見ると、色の歪み (反転まで)、退色、および白地の黄色が見られます。完全に黒色を実現することは不可能です。濃い灰色になりますが、黒ではありません。
IPS は黒い画像で簡単に識別でき、視線が垂直軸から離れると紫色になります。
リストされている症状が存在しない場合、これは IPS または OLED のより新しいバージョンです。
OLED はバックライトがないことで他の LED と区別されるため、そのようなマトリックスの黒色は完全にエネルギーが供給されていないピクセルを表します。また、最高の IPS ブラックカラーでもバックライトにより暗闇で光ります。

それが何であるかを調べてみましょう - モニターに最適なマトリックスです。

どのマトリックスが優れていますか?視力にどのような影響を与えますか?

そのため、店頭での選択肢は TN、IPS、OLED の 3 つのテクノロジーに限定されます。

低コストで、許容可能な遅延時間を持ち、画質を常に向上させます。ただし、最終的な画像の品質が低いため、家庭での使用のみをお勧めします。映画を見る場合、おもちゃで遊ぶ場合、テキストを扱う場合があります。ご記憶のとおり、最高のモデルの応答時間は 4 ミリ秒に達します。コントラストが低く、色が不自然であるなどのデメリットにより、目の疲労が増加します。

IPSもちろん、これは全くの別問題です！明るく豊かで自然な色の透過画像により、優れた作業快適性を実現します。印刷仕事、デザイナー、または利便性のためにかなりの金額を払っても構わないと考えている人におすすめです。そうですね、応答性が高いため、再生はあまり便利ではありません。すべてのコピーが 16 ミリ秒を誇るわけではありません。したがって、落ち着いて思慮深い仕事をする必要があります。はい。映画を見るのは素晴らしいことです - はい! ダイナミックなシューティングゲーム - いいえ! でも目は疲れません。

OLED。ああ、夢だ！このようなモニターは、かなり裕福な人、または視力の状態を気にする人によって購入できます。価格がなければ、誰にでもお勧めできます。これらのディスプレイの特性には、他のすべての技術ソリューションの利点があります。私たちの意見では、コストを除けばデメリットはありません。しかし、希望はあります。技術は向上しており、それに応じて価格も安くなっているため、生産コストの自然な削減が期待され、より入手しやすくなります。

結論

今日、モニターに最適なマトリックスは、もちろん、有機発光ダイオードの原理に基づいて作られた Ips/OLED であり、携帯電話、タブレットなどのポータブル技術の分野で非常に積極的に使用されています。

ただし、余分な資金がない場合は、よりシンプルなモデルを選択する必要がありますが、必ずLEDバックライトランプを備えています。 LEDランプは長寿命、安定した光束、幅広いバックライト制御を備え、エネルギー消費の点で非常に経済的です。

長い間、コンピューターのモニターや携帯電話には TFT ディスプレイが搭載されていました。このようなマトリックスの機能は、高品質の画像を表示するのに十分であるように見えました。しかし、視野角を大幅に拡大し、演色性を向上させる技術が他にもあることが徐々に明らかになってきました。このようなテクノロジーの 1 つが IPS であり、この記事で説明します。

かつて、IPS ディスプレイの発明により、スマートフォンやタブレットの作成者は、表示される画像の品質を大幅に向上させることができました。このパラメータにおいて、初めてモバイルデバイスがプラズマ TV に近づきました。現在、スマートフォンはほぼ最大の視野角を誇ることができ、演色性が目を楽しませ始めました。

サブピクセル配置オプション

IPS技術を使用して作られたマトリクスは、互いに平行に配置された薄膜トランジスタで構成されています。または、液晶と呼ばれることが多いです。 TFT ディスプレイとのもう 1 つの違いは、電圧がかかっていないとき (黒表示にする必要があるとき) に結晶が回転しないことです。これら 2 つの特性により、見る人がどの角度を選んでも色がほとんど歪まないという事実が得られます。また、IPS スクリーンは、特に主力スマートフォンや高価なテレビに組み込まれている高価なバリエーションで、より深い黒色を生成することもはっきりとわかります。

各サブピクセルの構造

IPS マトリックスの欠点

ピクセルの並列配置もマイナスの役割を果たします。残念ながらIPSスクリーンは 長い応答時間。開発者が高価なトリックを使用しなかった場合、このパラメータは約 5 ～ 8 ミリ秒になります。 TFT マトリックスの場合、このパラメータは通常 2 ～ 3 ミリ秒を超えません。もちろん、通常の生活では、人がそのような違いに気づくことはほとんどありません。まともな応答速度は一部のゲームでのみ感じられます。この場合、PS4 と Xbox One 用のゲームについて話していますが、スマートフォンではそのような問題はまったく感じられません。

このテクノロジーのもう 1 つの欠点は、 エネルギー消費量が多い。誰が何と言おうと、IPS ディスプレイを搭載したスマートフォンはバッテリーの消耗が非常に早いです。これは、互いに平行に配置された結晶のアレイを回転させるのがはるかに困難であるという事実によるものです（これは特定の色を表示するために必要です）。これにはより多くの電圧が必要です。このため、IPS スクリーンを搭載した携帯電話には通常、大容量のバッテリーまたはエネルギー効率の高いプロセッサが搭載されています。

異なる明るさでのサブピクセルの動作

しかし、価格は必ずしも欠点として挙げることはできません。もちろん、TFT マトリックスは依然として安価であるため、プッシュボタン式携帯電話に依然として組み込まれています。しかし、その差はそれほど大きくなくなり、超低価格の Android スマートフォンでも IPS ディスプレイを搭載するものが増えてきました。ただし、このテクノロジーを使用して作成されたすべての画面が同じであるわけではないことを理解する必要があります。最も安価なものでも、特定の視野角から見ると多少の色の歪みが生じます。しかし、そのようなマトリックスでも、TFT 製品よりもはるかに高品質の画像が生成されます。

IPS と AMOLED のどちらのディスプレイが優れていますか?

もちろん、AMOLED テクノロジーを使用して製造されたはるかに高価なスクリーンとの比較が生じます。このようなマトリックスは有機発光ダイオードに基づいて作成されます。つまり、ピクセルは互いに平行に配置されているため、最大の視野角が達成されるだけでなく、自ら発光するのです。この点、有機発光ダイオードをベースとしたディスプレイはより深い黒色を提供するため、画像のリアルさが大幅に向上します。

つまり、AMOLEDとIPSの比較です。誰が勝ちますか？もちろん、より高価なマトリックスです。 OLED スクリーンが最先端のテレビに組み込まれているのは当然のことです。 2 つのタイプのディスプレイの違いは、特に比較的安価なスマートフォンに組み込まれているマトリックスを比較する場合に、非常に簡単に気づきます。ただし、コンパクトなAMOLEDディスプレイの通常の量での生産はSamsungによってのみ確立されていることを忘れてはなりません。もちろん、韓国企業は一部の製品を外部販売していますが、AMOLEDスクリーンは他のスマートフォンではまだ非常にまれです。この点で、購入者は選択する必要はありません。デバイスの購入に割り当てられた金額が特に大きくない場合は、IPS画面を備えたデバイスを探す必要があります。

要約する

IPS テクノロジーは長い間忘れられることはありません。現在、それを使用して製造されたスクリーンの価格と品質の比率は最高です。いかなる状況であっても、TFTディスプレイを搭載したスマートフォンを購入しないでください。このテクノロジーはすでに時代遅れになっています。まあ、かなり大きな空き容量がある場合にのみ、AMOLED スクリーンについて考える必要があります。

このマトリックス製造技術はすでに現代世界にしっかりと浸透しています。彼女には十分な競争相手がいる。

しかし、どのテクノロジーが優れているかを理解するには、IPS マトリックスとは何か、そしてなぜ IPS マトリックスが優れているのかを理解する必要があります。

「IPS」という名前自体は、In-Plan-Switching の略で、直訳すると次のようになります。 「サイト内スイッチング」.

簡単に言えば、これ このテクノロジーにより、よりアクティブなマトリックスを備えたモニターに画像を表示できるようになります。.

IPSマトリックスとは、液晶画面の一種を意味します。 1996年に日立製作所とNECが研究の結果発見したタイプです。

現時点では、LG もこの技術の改善に取り組んでいます。当社は、TN+フィルム LCD ディスプレイの代替としてこの技術を開発しました。

かなり多くのメーカーがこの種のディスプレイ製造技術を備えた装置を使用しています。 演色性と画質を大幅に向上させることができます.

液晶画面の動作は偏光に基づいています。

通常、私たちが見る光は偏光していません。これは、その波がさまざまな平面に存在することを意味します。

光を 1 つの平面に曲げることができる物質があり、そのような物質は偏光子と呼ばれます。

光は、平面が互いに 90 度に配置されている 2 つの偏光子を通過できません。

間に光の入射ベクトルを必要な角度に変えることができる別の物質を置くと、 明るさをコントロールできるようになります.

最も単純な LCD 画面マトリックスには次の部分が含まれます。

バックライトランプ、主に水銀。
システム内で均一な照明を提供するリフレクターとポリマーライトガイド。
偏光フィルター;
コンタクトが適用されたガラス板基板。
液晶;
別の偏光子。
ガラス基板を接点で覆います。

標準フィルターに加えて、カラーマトリックスにはカラーフィルターが内蔵されています。 各ピクセルは、赤、青、緑のセルに集められた 3 色のドットで構成されます。.

各セルはオンまたはオフになり、それによって陰影と色が形成されます。 すべてのセルを同時にオンにすると、白色になります。.

マトリックスはパッシブとアクティブに分類できます。受動態は単純とも呼ばれます。

それらでは、制御はピクセルごと、つまりセルからセルへ行われます。

この技術を使用して液晶画面を製造する場合、対角線が大きくなると、画素に電流を流す導線の長さが自動的に長くなるという問題がよく発生します。

この問題は、導体が長すぎると、最後のピクセルへの変更の転送中に、最初のピクセルがすでに放電されてオフになってしまうという事実で表れます。

また、長さが長いため、テンションが低下します。

この問題は、アクティブマトリックスの作成によって解決されました。主要な技術はTFT（薄膜トランジスタ）でした。

この技術により、ピクセルを個別に制御できるようになり、マトリックスの応答時間が大幅に短縮されます。

したがって、最大の対角線を持つモニターやテレビを作成することが可能になりました。

トランジスタは別々に配置されており、相互に依存しません。 各ピクセルセルには独自のトランジスタがあります.

セルが電荷を失わないようにするために、コンデンサがピクセルに接続され、容量バッファとして機能します。

これにより、反応時間が大幅に短縮されます。

IPS マトリックスの種類

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このテクノロジーが存在して以来、多くの種類の IPS マトリックスが作成されてきました。より鮮明で高画質な映像伝送を目指して改良されました。

現在、7 種類の行列があります。

1 S-IPS (スーパー IPS) – このタイプは 1998 年に作成されました。画像のコントラストが大幅に向上し、応答時間が短縮されました。

2 AS-IPS (Advanced Super IPS) – このテクノロジーは 2002 年に発見されました。明るさが向上し、コントラストがさらに向上したため、画像伝送の品質が大幅に向上しました。

3 H-IPS (水平 IPS) – このタイプは 2007 年に作成されました。その中で、開発者は白色の透過を最適化し、コントラストもさらに高めました。この改良により、より自然な写真を撮ることが可能になりました。写真要素を編集するときに多くの詳細がより見やすくなったため、写真編集者はこの改善に最も満足しました。

4 E-IPS (Enhanced-IPS) - このタイプは 2009 年に開発されました。このイノベーションにより、応答時間が短縮され、透明性が向上しました。また、このようなマトリックスは消費電力が低くなります。これは、低電力で安価なバックライト足を取り付けることで実現されます。したがって、消費電力が低下するため、画質は若干低下します。

5 P-IPS (プロフェッショナル IPS) – 2010 年に、より新しいタイプの IPS がリリースされました。色と色合いの数が大幅に増加し、画像がさらにカラフルで詳細になりました。このタイプのマトリックスはより専門的な機器で使用されるため、より高価になります。

6 S-IPS II (Super IPS II) – 最初のタイプの改良版。 P-IPSの直後に開発されました。

7 AH-IPS (Advanced High IPS) - 現在、これは 2011 年に開発された最高のタイプの IPS マトリックスです。透過画像の自然さ、明るさ、鮮明さが大幅に向上しました。現時点では、このタイプがディスプレイを備えた現代技術の製造において主に使用されています。

IPS マトリックスのバックライトの種類

絶対にどのマトリックスにもバックライトが組み込まれています。 IPSにおけるバックライトの主な種類は蛍光灯とLEDバックライト（発光ダイオード）です。

蛍光灯は、より時代遅れのタイプの照明です。今日、彼女を見つけることは非常にまれです。このタイプの照明は 2010 年に市場から姿を消し始めました。

LED バックライトはマトリックスの 90% に搭載されています。画面の色の再現性と明るさが向上します。

マトリックスを選択するときは、間違いなくこのタイプのバックライトを備えた画面とモニターを優先する必要があります。

また、画面上の画像のコントラストと鮮明さが向上し、コンピューターやタブレットを長時間使用する場合でも目が疲れにくくなります。

IPSのメリットとデメリット

このタイプのマトリックスには多くの利点があります。

主な点は演色性と明るさの向上です。

また、視野角が広くなったことで、どの角度からでも画像がはっきりと見えるようになりました。

もう 1 つの重要な利点は、このタイプのマトリックスではピクセルが非常にはっきりと見えることです。

ユーザーは、IPS マトリックスの黒色がより黒いことに注目します。

他の色は画面上でより彩度が高くなります。

欠点の中には、コストが高いことが挙げられます。

この技術が市場に出てからかなり時間が経っているという事実にもかかわらず、そのコストは依然として高いです。

これは、性能の向上と原材料のコストの高さによるものです。

もう 1 つの欠点は、パフォーマンスが低いことです。 TN マトリックスの場合、画像の切り替え時間は 1 ミリ秒ですが、IPS の場合、この数値は 8 ～ 10 ミリ秒です。

ユーザーはまた、慣性が大きいため、3D 形式で映画を視聴するときにフレームレートがわずかに遅くなることに気づきました。

IPSディスプレイとTFTディスプレイの比較

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TFT ディスプレイは、薄膜トランジスタによって制御されるアクティブマトリックスを使用する LCD ディスプレイの一種です。彼女 すべてのピクセルを強化し、パフォーマンスとコントラストを向上させます.

最も先進的な製品はTFT IPS（IPSはTFTの一種）であると考えられています。これは、その中の液晶が平行に配置され、電流が流れると、細くて素早く反対側に回転するという事実に現れています。方向。

このようなディスプレイの視野角は 180 度に達し、画像は高コントラストで演色性が優れています。

iPhone と iPad の最新モデルは IPS バージョンを選択していますが、特定の単位面積あたりのピクセル数が選択されています。

これは、これらのオプションのどれがより価値があり、信頼性があり、発展の可能性があるかを示すものである可能性があります。

IPSを搭載したテレビ

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このテレビの画面対角線は 40 インチです。 IPSマトリックスも搭載。

画面も薄く、デザインも非常に高級感があります。解像度 1920x1080 ピクセル。

バックライトはLEDです。マトリックスには IPS テクノロジーが搭載されているため、視野角は 178 度に対応します。

このモデルの対角線は前のモデルと同じ 40 インチです。

IPSマトリックスを搭載しており、ストリップ型LEDバックライトで照明されます。

このテレビの解像度は標準です - 1920x1080 ピクセルです。視野角は標準のマトリックスタイプに対応し、178 度です。

LG 32LF510U

LG は近年 IPS マトリックス技術を向上させているため、間違いなくこのタイプのマトリックスを自社の機器に供給しています。

この TV モデルの対角線は 32 インチ、解像度は 1366x768 ピクセルです。ただし、これは画質にはまったく影響しません。

IPS マトリックスを備えたすべてのデバイスと同様に、視野角は 178 度です。

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このラップトップモデルの画面は対角 14 インチで、IPS マトリクスが組み込まれています。

Acer SWIFT 3 スクリーンのマット仕上げは、直射光にさらされても反射しません。

視野角は 178 度で、このタイプのマトリックスの標準です。解像度 - 1920x1080 ピクセル。

このラップトップモデルには、解像度 1920x1080 ピクセルまたは 3840x2160 ピクセル (改造に応じて) の IPS マトリックスが搭載されています。画面対角15.6インチ。

視野角はIPS標準の178度。

またはテレビの場合は、おそらく IPS という用語に遭遇するでしょう。電気店のコンサルタントは、おそらく IPS が非常に優れていると言うでしょうが、それが何であるかを説明することはほとんどありません。したがって、この記事では、IPS とは何なのか、なぜ必要なのか、他の同様のテクノロジーと比べてどのように優れているのかについて説明します。

IPSって何ですか？

IPSは液晶ディスプレイの一種です。この技術は、日立とNECの研究の結果として1996年に登場しました。この 2 社から、このテクノロジーには 2 つの名前が付けられました。日立はこの技術を「IPS」（現在最も一般的に使われている名称）と呼び、NECは「SFT」と呼んでいました。現在、LG もこの技術を改良しています。

IPS テクノロジーは、よりシンプルで一般的な TN+フィルム LCD テクノロジーの代替として開発されました。 TN+フィルムディスプレイは、低コストと高速応答が特徴です。しかしながら、そのようなディスプレイは視野角が狭い。ユーザーがこのようなディスプレイを直角に見ないと、色が歪んでしまいます。歪みの程度は、特定のディスプレイの特性によって異なります。歪みが少ない場合もあれば、多い場合もありますが、TN+フィルム技術では歪みを完全に取り除くことはできません。さらに、ユーザーがディスプレイを直接見たとしても、色再現は依然として理想的ではありません。

IPSとTN+フィルムの視野角比較（IPSが上）

IPS テクノロジーは、TN+フィルムでこれらの問題の両方を解決します。 IPS マトリックスを備えたディスプレイは、ユーザーが見ている角度に関係なく、同等に良好な画像を生成できます。同時に、IPS マトリックスはより正確な色再現を実現します。したがって、IPS テクノロジーにより、RGBG 24 ビットのフルカラーの深さを伝えることができます。この技術のもう 1 つの利点は、より本物の黒色であることです。 TN+フィルムの黒色がダークグレーに近いとすると、ここの黒は本当に黒いです。

TN+フィルムおよびIPSマトリックスのマクロ写真（TN+フィルムが上）

IPS技術開発の歴史

モニターの技術仕様には、通常、IPS だけでなく、より具体的なテクノロジーの名前も示されています。たとえば、e-IPS、P-IPS、AH-IPS、IPS-Pro などです。モニターの選択時に間違いを犯さないためには、IPS テクノロジーの特定の実装のすべての機能を知る必要はありません。主なことは、率直に言って時代遅れのデバイスを購入しないように、IPSマトリックスのこのバージョンが何年に属するかを知ることです。以下に、この問題に素早く対処できる表を示します。

NECのSFT技術の開発
年	名前	略語
1996	超微細TFT	S.F.T.
1998	高度なSFT	A-SFT
2002	超高度なSFT	SA-SFT
2004	超高度なSFT	UA-SFT
日立のIPS技術開発
年	名前	略語
1996	スーパーTFT	IPS
1998	スーパーIPS	S-IPS
2002	先進のスーパーIPS	AS-IPS
2004	IPS-プロベクタス	IPSプロ
2008	IPSアルファ	IPSプロ
2010	IPS アルファ次世代	IPSプロ
LGによるIPS技術の開発
年	名前	略語
2001	スーパーIPS	S-IPS
2005	先進のスーパーIPS	AS-IPS
2007	水平型IPS	ヒップ
2009	強化されたIPS	e-IPS
2010	プロフェッショナルIPS	P-IPS
2011	先進の高性能 IPS	AH-IPS

IPS マトリックスの代替

IPS に加えて、人気があり安価な TN+ フィルムマトリックスの代替を目指す技術が他にもあります。以下では、IPS マトリックスの最も一般的な代替手段を見ていきます。

VA/MVA/PVA 1996年に富士通が開発した技術。このテクノロジーに基づくマトリックスの主な利点は、高品質の黒色 (IPS など) と、通常 IPS よりも価格が低いことです。 VA/MVA/PVA マトリクスの主な欠点は、視野角が変化したときに生じる歪みです。メーカーによっては、このテクノロジーに別の名前が付いている場合があります。たとえば、Sony-Samsung の Super PVA、Sharp の ASV または ASVA、CMO の Super MVA などです。

PVAとTN+フィルムの視野角の比較（右はPVA）

お願いします– サムスンのテクノロジー。この技術は 2010 年に初めて発表されました。サムスンはこのテクノロジーを IPS の直接の競合相手と位置付けています。 PLS マトリックスの主な利点は、低価格 (IPS と比較して)、優れた視野角、高品質の演色性、および低消費電力 (TN+フィルムマトリックスのレベル) です。 PLS テクノロジーの主な欠点は、マトリックスの応答が遅いことです (5 ～ 10 ミリ秒、S-IPS とほぼ同じ)。