TN vs. IPS: 2 tecnologías comunes de ángulo de visión de TFT LCD

TN frente a IPS, IPS LCD proporciona un ángulo de visión más amplio, mientras que TN LCD es una opción más económica.

En la historia de la revolución de las pantallas, para reemplazar las pantallas CRT tradicionales y convertirse en una tecnología de pantalla convencional, las pantallas de cristal líquido de película delgada (TFT LCD) han superado una desventaja importante en el ángulo de visión:

Cuando mira una pantalla LCD desde cierto ángulo, notará una pérdida repentina (oscurecimiento) y una decoloración del brillo de la pantalla. Las pantallas planas más antiguas suelen tener solo un ángulo de visión de 90⁰, que es de 45⁰ en cada lado izquierdo/derecho.

Dado que el principio de la pantalla LCD es controlar la orientación espacial de las moléculas de cristal líquido a través de un campo eléctrico y cambiar la dirección de vibración de la luz incidente desde la fuente de luz de fondo, es decir, la mayor parte de la luz emitida por la pantalla es luz polarizada.

Si miramos una pantalla totalmente blanca desde un ángulo muy oblicuo, podemos ver negros o distorsión de color, lo que limita el ángulo de visión de la pantalla LCD (el ángulo de visión máximo se define con una relación de contraste de al menos 10:1, generalmente en cuatro direcciones arriba/abajo/izquierda/derecha).

Hay 2 tecnologías comunes de ángulo de visión de TFT LCD, TN vs. IPS, y compararemos sus diferencias.

I. TN (Nemático Torcido)

La más utilizada es la pantalla de cristal líquido TFT nemática torcida (TN TFT LCD). Su principio de funcionamiento es: hay polarizadores en las capas superior e inferior del panel, las direcciones de transmisión de los dos polarizadores son perpendiculares entre sí. Las moléculas de cristal líquido están dispuestas espacialmente en un giro de 90° desde la capa superior a la capa inferior.

Cuando no se aplica tensión de alimentación, el cristal líquido se encuentra en un estado natural y la luz emitida desde la capa inferior se tuerce 90° después de pasar a través de la capa intermedia de cristal líquido, para que pueda pasar sin problemas a través de la capa superior.

Cuando se aplica tensión de alimentación entre las dos capas, se generará un campo eléctrico. En este momento, el cristal líquido se desviará y se colocará verticalmente, la luz no se torcerá. Por lo tanto, la luz no puede pasar a través de la capa inferior.

De esta forma, se realiza el control de los píxeles iluminados por la luz de fondo.

(1) TN+Film: para mejorar el ángulo de visión

Al ser luz polarizada, el rango visible es limitado, generalmente alrededor de 90°. Para compensar la desventaja, la industria introdujo una tecnología TN+Film al agregar una capa de película de compensación de ángulo de visión amplia en la superficie del panel para aumentar el ángulo de visión. Desde un punto de vista técnico, este es un método fácil de implementar en tecnologías de ángulo de visión amplio.

Los fabricantes de LCD utilizan un cristal líquido TFT Twisted Nematic estándar más maduro. Una película especial (película giratoria) aplicada a la superficie superior del panel puede aumentar el ángulo de visión horizontal de 90° a 140°, que es el método más simple y tiene un alto rendimiento.

Sin embargo, los dos problemas principales de bajo contraste y tiempo de respuesta lento aún no se pueden mejorar.

La forma fácil de identificar la pantalla TN se debe al principio de luminiscencia. La característica de cambio de color de los problemas de inversión en blanco y negro se puede encontrar en un amplio rango de ángulos de visión en la dirección vertical. Dado que la disposición retorcida del cristal líquido se interrumpe fácilmente, cuando la pantalla es presionada por una fuerza externa, habrá cambios evidentes en el patrón de brillo del agua alrededor del punto de compresión.

II. IPS (Conmutación en plano o Super-TFT)

IPS (In-Plane Switching) fue desarrollado originalmente por Hitachi, pero ahora es una tecnología madura aplicada en muchos de los TFT-LCD.

Lo mismo que con la tecnología IPS y TN+Film es a través del giro del cristal líquido que cambia la dirección de polarización de la luz, lo que afecta la transmisión de la luz.

La diferencia es que los electrodos del IPS están en el mismo lado del panel, los electrodos positivo y negativo están escalonados y la rotación de las moléculas de cristal líquido se produce en dirección horizontal. Después de torcer el cristal líquido, la dirección de alineación sigue siendo paralela al sustrato de vidrio.

Debido a la disposición horizontal de las moléculas de cristal líquido, el uso de la tecnología IPS o Super TFT puede ampliar el ángulo de visión a más de 170°, al igual que el ángulo de visión de los monitores CRT.

Al comparar con TN, IPS también llama a la tecnología de pantalla dura dada su disposición molecular de desplazamiento horizontal que proporciona una estructura de cristal líquido más robusta y estable.

(1) Ventajas de IPS

● Amplio ángulo de visión

El ángulo de visión del panel IPS puede alcanzar los 178 grados. Como se mencionó anteriormente, el ángulo de visión máximo se define con una relación de contraste de al menos 10:1, generalmente en las cuatro direcciones arriba/abajo/izquierda/derecha. Las pruebas muestran que la distorsión del color obtenida a simple vista desde todos los ángulos hacia la pantalla IPS es casi insignificante.

● Respuesta rápida

La tecnología IPS cambia la disposición de las moléculas de cristal líquido en la conversión horizontal. En consecuencia, la velocidad de respuesta de la pantalla de cristal líquido es más rápida y estable. Al manejar imágenes en movimiento, puede acelerar la velocidad de deflexión de las moléculas LC. La rápida velocidad de respuesta de la pantalla IPS hace que el movimiento del contenido sea más fino y claro y resuelve los problemas de manchas y efectos de vibración de la imagen. Cuando las personas disfrutan de películas en movimiento rápido durante mucho tiempo, el rendimiento de visualización de la pantalla IPS es claro y suave, lo que reduce drásticamente el dolor y el cansancio de los ojos y está totalmente en línea con las demandas de salud.

● colores verdaderos

La pantalla IPS puede proporcionar una excelente inversión de color y conversión de brillo, que muestra imágenes en colores vivos y naturales.

● Toque sin marcas de agua

La tecnología de pantalla dura de IPS elimina el problema de las marcas de agua, las sombras y los destellos cuando se presiona, por lo que es más aplicable para dispositivos con pantalla táctil.

● Amigable con el medio ambiente y ahorro de energía

La tecnología IPS tiene un gran avance en el ahorro de energía. La tecnología de alineación horizontal ha reducido el grosor de la capa LC y ha cambiado la transmisión de luz de la pantalla de cristal líquido. Además, IPS adopta la tecnología de accionamiento bipolar, que aumenta la relación de apertura de píxeles en un 25 %. Dada la transmitancia, para lograr el mismo brillo en la aplicación, IPS puede ahorrar más energía. Por otro lado, incluso para un producto de consumo duradero, como un televisor, la vida útil de una pantalla LCD IPS puede ser de más de 70 000 horas en teoría.

● Ventaja de tamaño

En cuanto al tamaño de la pantalla LCD, IPS también tiene ventajas obvias en comparación con la antigua pantalla LCD. Por ejemplo, los paneles convencionales de 42 y 40 pulgadas del mercado, el televisor LCD de 42 pulgadas con tecnología de pantalla dura tiene un área de 67,58 pulgadas cuadradas más que la pantalla LCD de 40 pulgadas de la antigua pantalla LCD. Esto no es solo una diferencia literal de 2 pulgadas, sino una computadora portátil completa. En la pantalla de 42 pulgadas, la pantalla del televisor digital se puede mostrar por completo, por lo que los consumidores pueden disfrutar del juego en una pantalla más grande. La pantalla de 40 pulgadas es ligeramente inferior ya que las partes pequeñas de las esquinas no se pueden mostrar y la imagen no se puede restaurar por completo.

(2) Inconvenientes de IPS

Esta técnica también tiene inconvenientes, porque los electrodos solo se pueden colocar en un lado de las dos placas de vidrio, y los electrodos deben colocarse como un peine en la superficie de una determinada capa. Esto reducirá el contraste, por lo que la luz de fondo debe ser más brillante.

Debido a la influencia del nivel de tecnología de procesamiento, la relación de apertura del electrodo también está limitada.

Además, bajo el efecto del amplio ángulo de visión, hay una pequeña desviación de color en las cuatro esquinas de la pantalla y un problema de fuga de luz.

tercero Comparación de dos técnicas principales: TN vs. IPS

TN+Film no mejora mucho el tiempo de respuesta. Esta tecnología es relativamente simple y tiene un alto rendimiento. Solo puede mejorar el ángulo de visión a un nivel aceptable para el ojo humano, por lo que las pantallas que utilizan esta tecnología disminuirán gradualmente.

IPS ha sido adoptado por varios fabricantes, incluidos Hitachi y NEC, que admiten esta tecnología. El éxito de esta tecnología es que ofrece un ángulo de visión de 170° y una velocidad de respuesta aceptable.

Además de las tecnologías de visión amplia anteriores, la tecnología ASV exclusiva de SHARP, una tecnología de deformación MVA "PVA" de SAMSUNG de Corea del Sur y la tecnología de deformación IPS "FFS" propiedad de HYDIS de Corea del Sur.

Con el surgimiento y la introducción de varias tecnologías optimizadas, el efecto de visualización de LCD continuará superándose para cumplir con los requisitos de varias aplicaciones.

Tailor Pixels es un fabricante y proveedor profesional de TFT-LCD que ofrece productos y soluciones IPS TFT LCD estándar y personalizados para diferentes terminales.