IPS ( conmutación en plano ) es una tecnología de pantalla para pantallas de cristal líquido (LCD). En IPS, una capa de cristales líquidos se intercala entre dos superficies de vidrio . Las moléculas de cristal líquido están alineadas paralelas a esas superficies en direcciones predeterminadas ( en el plano ). Las moléculas se reorientan mediante un campo eléctrico aplicado, mientras permanecen esencialmente paralelas a las superficies para producir una imagen. Fue diseñado para resolver la fuerte dependencia del ángulo de visión y la reproducción de color de baja calidad de las pantallas LCD de matriz de efecto de campo nemático retorcido (TN) que prevalecían a finales de los años 1980. [1]
El método de profundidad verdadera era la única tecnología viable para las pantallas LCD TFT de matriz activa a finales de los 80 y principios de los 90. 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 interdigitales 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 podía implementar tales IPS-LCD superiores a las pantallas TN.
Después de un análisis exhaustivo, Guenter Baur et al. presentaron en Alemania detalles de disposiciones moleculares ventajosas . 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, que trabajaba en el Centro de Investigación Hitachi. [7] En 1992, los ingenieros de Hitachi desarrollaron varios detalles prácticos de la tecnología IPS para interconectar el conjunto de transistores de película delgada como una matriz y evitar campos parásitos indeseables entre los píxeles. [8] [9] Hitachi también mejoró aún más la dependencia del ángulo de visión optimizando la forma de los electrodos ( Super IPS ). NEC e Hitachi se convirtieron en los primeros fabricantes de pantallas LCD con dirección de matriz activa basadas en la tecnología IPS. Este es un hito en la implementación de pantallas LCD de gran tamaño con un rendimiento visual aceptable para monitores de computadora de pantalla plana y pantallas de televisión. En 1996, Samsung desarrolló la técnica de patrones ópticos que permite una pantalla LCD multidominio. Posteriormente, la conmutación multidominio y en el plano siguen siendo los diseños de LCD dominantes hasta 2006. [10]
Posteriormente, LG Display y otros fabricantes de LCD de Corea del Sur, Japón y Taiwán adoptaron la tecnología IPS.
La tecnología IPS se utiliza ampliamente en paneles para televisores , tabletas y teléfonos inteligentes . En particular, la mayoría de los productos de IBM se comercializaron como Flexview de 2004 a 2008 con LCD IPS con retroiluminación CCFL , y todos los productos de Apple Inc. se comercializaron con la etiqueta Retina Display [11] [12] con retroiluminación LED desde 2010.
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 los LCD TN. Sin embargo, la disposición de los electrodos e1 y e2 es diferente. Los electrodos están en el mismo plano y sobre una única placa de vidrio, por lo que generan un campo eléctrico esencialmente paralelo a esta placa. El diagrama no está a escala: la capa LC tiene sólo unos pocos micrómetros de espesor, muy delgada en comparación con la distancia entre los electrodos.
Las moléculas de LC tienen una anisotropía dieléctrica positiva y se alinean con su eje mayor paralelo a un campo eléctrico aplicado. En el estado APAGADO (que se muestra a la izquierda), la luz entrante L1 se polariza linealmente mediante el polarizador P. La capa nemática LC retorcida gira el eje de polarización de la luz que pasa 90 grados, de modo que idealmente ninguna luz pasa a través del polarizador A. En el En el 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 ninguna torsión en el estado OFF . 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. [dieciséis]
Posteriormente se introdujo Super-IPS con mejores tiempos de respuesta y reproducción del color. [17] [ ¿ fuente poco confiable? ]
Hacia finales de 2010, Samsung Electronics presentó Super PLS (Conmutación de plano a línea) con la intención de proporcionar una alternativa a la popular tecnología IPS fabricada principalmente por LG Display. Es una tecnología de panel "tipo IPS" y es muy similar en características 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 lograr una resolución Full HD en dispositivos móviles . La tecnología PLS era la tecnología LCD de ángulo de visión amplio de Samsung, similar a la tecnología IPS de LG Display. [25]
Samsung afirmó los siguientes beneficios de Super PLS (comúnmente conocido simplemente como "PLS") sobre IPS: [26]
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 siguieron siendo muy similares a las ofertas 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 en proporcionar paneles de tipo IPS de alta frecuencia de actualización. [27] [28]
Sin embargo, [la nemática retorcida] 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)
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