IPSパネル

IPS（インプレーンスイッチング）は、液晶ディスプレイ（LCD）のスクリーン技術です。IPSでは、液晶層が2つのガラス 表面の間に挟まれています。液晶分子は、所定の方向（インプレーン）でそれらの表面と平行に並べられています。分子は、基本的に表面と平行のまま、印加電界によって再配向され、画像を生成します。これは、 1980年代後半に普及したねじれネマティック電界効果（TN）マトリックスLCDの強い視野角依存性と低品質の色再現を解決するために設計されました。^[1]

1980 年代後半から 1990 年代前半にかけて、アクティブ マトリックス TFT LCDで唯一実現可能な技術は True Depth 方式でした。初期のパネルは上から下へのグレースケール反転を示し、 ^[2]応答時間が長かったです (この種の遷移では、1 ミリ秒の方が 5 ミリ秒よりも視覚的に優れています)。1990 年代半ばには、これらの弱点を解決できる新しい技術 (通常は IPS と垂直配向(VA)) が開発され、大型のコンピューター モニターパネル に適用されました。

1974年に特許を取得したアプローチの1つは、 1枚のガラス基板上に櫛形電極を使用して、ガラス基板と実質的に平行な電界を生成するというものであった。 ^{[3] [4]}しかし、発明者はまだTNディスプレイよりも優れたIPS-LCDを実装することができなかった。

徹底的な分析の後、有利な分子配置の詳細は、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日に米国を含む様々な国で特許を取得しました。 ^{[5] [6]発明者が働いていた}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、日本の日立がこの技術を改良するための特許を申請した。この分野のリーダーは、日立研究所に勤務していた近藤勝己であった。^{[7] 1992年、日立のエンジニアは、}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、ピクセル間の望ましくない漂遊磁場を回避するために、IPS技術のさまざまな実用的な詳細を考案した。 ^{[8] [9]}日立は、電極の形状を最適化することで視野角依存性をさらに改善した（スーパーIPS）。NECと日立は、IPS技術に基づくアクティブマトリックスアドレスLCDの初期のメーカーとなった。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備えた大画面LCDを実装するためのマイルストーンです。 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ました。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デザインの主流であり続けています。^[10]

その後、LGディスプレイやその他の韓国、日本、台湾のLCDメーカーもIPS技術を採用しました。

IPS技術は、テレビ、タブレットPC、スマートフォンのパネルに広く使用されています。特に、IBM製品のほとんどは、 2004年から2008年までCCFLバックライト付きのIPS LCDでFlexviewとして販売され、Apple Inc.のすべての製品は、2010年以降、 LEDバックライト付きのRetina Display ^{[11] [12]}というラベルで販売されました。

この場合、直線偏光フィルタP と A の両方の透過軸は同じ方向にあります。2 枚のガラス板の間にある LC 層の 90 度ねじれネマチック構造を、電界を印加しない状態 (オフ状態) で得るために、ガラス板の内面は、隣接する LC 分子が直角に並ぶように処理されます。この分子構造は、TN LCD の場合と実質的に同じです。ただし、電極 e1 と e2 の配置は異なります。電極は同じ平面にあり、単一のガラス板上にあるため、この板と基本的に平行な電界を生成します。この図は縮尺どおりではありません。LC 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いです。

LC 分子は正の誘電異方性を持ち、印加された電界と平行な長軸に沿って整列します。OFF 状態 (左側に表示) 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 LC 層は通過する光の偏光軸を 90 度回転させるため、理想的には光は偏光子 A を通過しません。ON状態では、電極間に十分な電圧が印加され、対応する電界 E が生成され、図の右側に示すように LC 分子が再整列します。ここでは、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します。たとえば、OFF状態ではねじれがありません。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多くのスペースを必要とします。これにより、コントラストと明るさも低下します。^[16]

その後、応答時間と色再現性が向上したスーパーIPSが導入されました。^{[17] [信頼できない情報源? ]}

• IPSパネルは、あらゆる視野角から見ても一貫した正確な色を表示します。^{[18] 2014年に行われたIPSパネルとTNパネルの異なる視野角での色の一貫性に関する比較は、}ジャパンディスプレイ株式会社のウェブサイトで見ることができます。 ^{[19]また、TNパネルと比較して、IPSパネルはより多くの}色空間を表示できます。
• TN液晶とは異なり、IPSパネルはタッチしても明るくなったり尾を引いたりしません。これはスマートフォンやタブレットPCなどのタッチスクリーンデバイスにとって重要です。^[20]
• IPSパネルは、反射のない鮮明でシャープな画像、広い視野範囲、安定した応答時間、優れた発色を実現します。^{[21] [16] [信頼できない情報源? ] [22]}

• IPSパネルはTNパネルよりも最大15%多くの電力を必要とします。^[23]
• IPS パネルは TN パネルよりも製造コストが高くなります。
• IPSパネルはTNパネルよりも応答時間が遅く/長くなります。^[24]
• IPS パネルは、バックライトのにじみと呼ばれる欠陥の影響を受けやすい場合があります。

2010年末、サムスン電子は、主にLGディスプレイが製造している人気のIPS技術に代わる技術を提供することを目的として、スーパーPLS（Plane-to-Line Switching）を導入した。これは「IPS型」パネル技術であり、パフォーマンス機能、仕様、特性においてLGディスプレイの製品と非常によく似ている。サムスンがAMOLEDパネルの代わりにPLSパネルを採用したのは、過去にAMOLEDパネルではモバイルデバイスでフルHD解像度を実現するのが困難だったためである。PLS技術はサムスンの広視野角LCD技術であり、LGディスプレイのIPS技術に似ている。^[25]

サムスンは、IPSに比べてスーパーPLS（一般に「PLS」と呼ばれる）には次のような利点があると主張した。^[26]

• 視野角のさらなる向上
• 明るさ10パーセント増加
• 生産コストを最大15パーセント削減
• 画質の向上
• フレキシブルパネル

2012年、AUオプトロニクスはAHVAと呼ばれる独自のIPS型技術への投資を開始しました。これは、長年使用されているAMVA技術（VA型技術）と混同しないでください。パフォーマンスと仕様は、LGディスプレイのIPSやサムスンのPLS製品と非常に似ています。最初の144Hz対応IPS型パネルは、2014年後半にAUOによって製造され（2015年初頭に初めて使用されました）、サムスンとLGディスプレイに先んじて高リフレッシュレートのIPS型パネルを提供しました。^{[27] [28]}

• AUオプトロニクス
• エイサー
• 英国
• 奇美オプトエレクトロニクス
• 株式会社ジャパンディスプレイ
• LGディスプレイ（2012年にIPS LCDの最大のサプライヤーとして言及）^[1]
• ニューヘブンディスプレイ
• パナソニック液晶ディスプレイ株式会社
• サムスンディスプレイ
• ソニープロフェッショナルディスプレイ

• コンピューターモニター
• 電子ペーパー
• 液晶テレビ
• 液晶ディスプレイ
• スマートウォッチ
• TFT液晶

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• パネルテクノロジー
• IPS パネルと VA パネル
• IPSディスプレイの完全な形式は、2019年8月4日にWayback Machineにアーカイブされています。