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インプレーンスイッチング（IPS ）は、液晶ディスプレイ（LCD）に使用されるスクリーン技術です。IPSでは、液晶分子が2枚のガラス基板（平面）の間に挟まれ、平行に整列しています。分子は電界を印加することで再配向され、基本的に表面に平行なまま画像が生成されます。これは、1980年代後半に普及したツイストネマティック電界効果（TN）マトリックスLCDの視野角の悪さや色再現性の問題を解決するために設計されました。 [ 1 ]
コンピューターモニターは、 1980年代から1990年代初頭にかけて、陰極線管に代わる技術としてアクティブマトリクスTFT LCDパネルを採用し始めました。これらの初期のLCDディスプレイは、極端な角度から見るとグレースケールが反転したり、コントラストや色の再現精度が低下したり、[ 2 ]応答時間が遅いため、表示の残像が大きくなったりしていました。IPSと垂直配向（VA）は、これらの問題を軽減するために設計されています。
初期の実験的なIPS-LCDは、1974年の特許に記載されています。これは、ガラス基板上にのみ櫛形電極を使用し、ガラス基板とほぼ平行な電界を生成しました。 [ 3 ] [ 4 ]しかし、発明者は、当時のTNディスプレイよりも優れた品質のIPS-LCDを実現することはできませんでした。
徹底的な分析の後、有利な分子配置の詳細がギュンター・バウアーらによってドイツで出願され、1990年1月9日に米国を含むさまざまな国で特許が取得されました。 [ 5 ] [ 6 ]発明者が勤務していたフライブルクのフラウンホーファー協会は、これらの特許をドイツのダルムシュタットにあるメルクKGaAに譲渡しました。
その後まもなく、日本の日立製作所は、この技術の改良に関する特許を出願した。 [ 7 ] 1992年、日立製作所のエンジニアは、薄膜トランジスタアレイをマトリックスとして相互接続し、ピクセル間の不要な迷走電界を回避するために、IPS技術のさまざまな実用的な詳細を考案した。[ 8 ] [ 9 ]日立製作所はまた、電極の形状を最適化することによって視野角依存性をさらに改善した（スーパーIPS）。NECと日立製作所は、IPS技術に基づくアクティブマトリクスアドレス指定LCDの初期メーカーとなった。これは、フラットパネルコンピュータモニターやテレビ画面で許容できる視覚性能を持つ大画面LCDを実現するためのマイルストーンである。1996年、サムスンはマルチドメインLCDを可能にする光学パターニング技術を開発した。その後、マルチドメインとインプレーンスイッチングは、2006年までLCD設計の主流であり続けた。[ 10 ]
その後、LGディスプレイをはじめとする韓国、日本、台湾の液晶ディスプレイメーカーがIPS技術を採用した。
IPS技術は、テレビ、タブレットコンピュータ、スマートフォンのパネルに広く使用されています。特に、2004年から2008年にかけてFlexviewとして販売されたIBM製品のほとんどはCCFLバックライト付きIPS LCDを搭載しており、 2010年以降、 Retina Display [ 11 ] [ 12 ]というラベルで販売されたApple Inc.のすべての製品はLEDバックライト付きIPS LCDを搭載しています。
この場合、直線偏光フィルターPとAはどちらも透過軸が同じ方向を向いています。印加電界のない状態（OFF状態）で2枚のガラス板の間にある液晶層の90度ねじれネマティック構造を得るために、ガラス板の内面は、隣接する液晶分子が直角に整列するように処理されます。この分子構造は、実質的にTN液晶と同じです。ただし、電極e1とe2の配置は異なります。電極は同一平面上にあり、1枚のガラス板上にあるため、このガラス板にほぼ平行な電界を生成します。図は縮尺通りではありません。液晶層の厚さはわずか数マイクロメートルで、電極間の距離に比べて非常に薄くなっています。
液晶分子は正の誘電異方性を持ち、印加された電場に平行な長軸で整列します。OFF状態（左図参照）では、入射光L1は偏光子Pによって直線偏光されます。ツイストネマティック液晶層は通過光の偏光軸を90度回転させるため、理想的には偏光子Aを光が通過しません。ON状態では、電極間に十分な電圧が印加され、図の右図に示すように液晶分子を再整列させる電場Eが発生します。この場合、光L2は偏光子Aを通過できます。
実際には、LC分子の構造が異なる他の実装方式も存在する。例えば、OFF状態ではねじれがないなど。両方の電極が同じ基板上にあるため、TNマトリックス電極よりも広いスペースを必要とする。これにより、コントラストと輝度も低下する。[ 16 ]
TNディスプレイと比較して、IPSディスプレイは消費電力が多く、製造コストが高く、応答速度が遅く、バックライトの明るさのムラ（「バックライト漏れ」）が発生しやすい。[ 21 ] [ 22 ]
サムスン電子は、LGの製品と同様の機能と性能特性を持つIPSパネル技術を指すために、Super PLS（Plane-to-Line Switching）というマーケティング用語を使用しています。 [ 23 ] [ 24 ]
しかし、[ツイステッドネマティック]は、グレースケール反転と呼ばれる現象に悩まされています。これは、ディスプレイの片側の視野角が、指定された視野角を超えると画像の色が突然変化することを意味します。（画像「反転効果」を参照）
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