IPS方式

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IPS方式(IPSほうしき)とは In Plane Switching の略で液晶ディスプレイの一形式。

概要[編集]

液晶分子を基板と平行な面内(in-plane)で回転させ、複屈折の変化で光をスイッチングする液晶駆動方式のこと。

基板の面方向に電界を加えて液晶分子を駆動し、電界が存在しない無電圧状態で光を遮蔽する。

上下左右178度の広い視野角をもち、どの位置で見ても色の変化がほとんどないため、ワイド画面や大画面、近距離で見る携帯端末画面に向いている。(TN方式やVN方式は上下160度左右170度程度)

最初にTN方式と比べて有利な分子配列を提唱したのはドイツのGuenter Baur氏であった。その後、1990年1月9日に最初の特許を米国で取得した。

日本においては、当時この分野において、日立研究所でのリーダーであった近藤克己氏が、この技術を改善するために特許を申請した。その後、1996年に最初に製品化した。

遅れて、LGエレクトロニクスおよびその他韓国、日本、および台湾のLCDメーカーもIPSパネルの製造を開始した。

現在では日立製作所関連会社の日立ディスプレイズやIPSアルファテクノロジ(現在はパナソニック子会社となったパナソニック液晶ディスプレイ)やLGディスプレイなどが製品化している。

「IPS」は日本のこの分野においてはジャパンディスプレイ社(かつては日立ディスプレイズが所有していた)の登録商標(日本第1764666号ほか)である。

方式の違いにより、様々な名称が付けられている。

日立 IPS方式 [1][2]
名前 愛称 開発年 性能 透過率/
コントラスト比
脚注
Super TFT IPS 1996 広視野角 100/100
Base level
多くのパネルがTrueColourをサポート。応答時間を犠牲にした。 また、非常に高価であった。
Super-IPS S-IPS 1998 Colour shift free 100/137 ピクセルリフレッシュタイミングを改良。
Advanced Super-IPS AS-IPS 2002 高透過率 130/250 従来のS-IPSパネルのコントラスト比を大幅に改善。
IPS-Provectus IPS-Pro 2004 高コントラスト比 137/313 より広い色域と高コントラスト比。
IPS alpha IPS-Pro 2008 高コントラスト比 次世代の IPS-Pro。
IPS alpha next gen IPS-Pro 2010 高コントラスト比
LGエレクトロニクス IPS方式
名前 愛称 開発年 脚注
Horizontal IPS H-IPS 2007 電極位置をずらすことによってコントラスト比を向上した。また、白表現を向上するため、NECの偏光フィルムを使用したモデルもあった。
Enhanced IPS E-IPS 2009 低消費電力、対角視野角向上、さらには5msへ応答時間を短縮。
Professional IPS P-IPS 2010 1070000000色(30ビットの色深度)をサポート。
Advanced High Performance IPS AH-IPS 2011 低消費電力化のための改良、解像度の向上とPPI、およびより大きい光透過率。

特徴[編集]

視野角が広い上に色度変移色調変化が少ないため、初期には高級なテレビモニタDTP用のモニタに採用されていたが、開発が進み、廉価帯のテレビモニタにも採用されるようになった。

2016年現在では、8K画素(水平7,680×垂直4,320)程度のものまで開発されている。

液晶を構成する素材の関係でTN方式と配列が違うため、若干色温度が低くなる(黄色っぽくなる)傾向がある。このため、専用の回路でこれを補正することが行われている。

駆動電圧は他の駆動方式にくらべて大きい。

水平回転のため応答速度を高くしづらいが、応答速度のばらつきは小さい。

開口率が低いため高輝度化が難しかったが、改良により、開口率を向上した製品が登場した。

全遮断時でもバックライト光の透過率が高く、高コントラスト化が難しい。

表示ムラができないようにするためと必要な電圧を低く抑えるために、通常は画素電極が櫛歯状に形成されている。

TFTアクティブマトリックス液晶表示装置として使われることが多い。

基本的にTN方式と比べて製造コストが高かったが、LG電子によりTN方式並みに製造コストを抑えた「e-IPS」というパネルも開発されている。

バリエーション[編集]

AFFS (Advanced Fringe Field Switching)[編集]

Hydis(元現代電子産業LCD部門)が1998年に特許を取得した技術で [3] 2003年まではFFS (fringe field switching) と呼ばれていた。 面上の共通電極と絶縁層をはさんだ画素電極の2層構造を取ることが特徴で、画素電極の幅を狭めることが可能となり、フリンジ場が発生し画素電極上の液晶も駆動できるため、画素内のブラックマトリクスをなくすことができる。透過率が高く、広い視野角や高コントラスト比、低消費電力が特徴。2004年に日立ディスプレイズ[4]、2006年に三洋エプソンイメージングデバイスなど複数の企業にライセンスされており、日立のIPS-PROやLGのAH-IPS、サムスンのPLS(Plane to Line Switching)、AUOのAHVA(Advanced Hyper-Viewing Angle)、BOEのSDSディスプレイはこの技術を利用している。 Hydis社独自では現在第5世代まで開発が進んでおり、主にノートPCやタブレットなどのモバイル機器に採用されている。

SFT (Super-Fine-TFT)[編集]

NECが開発した技術で、主にハイエンドディスプレイに採用される。A-SFT (Advanced-SFT)、SA-SFT (Super Advanced-SFT)、UA-SFT (Ultra Advanced-SFT) と性能を向上させている。

Nega IPS (FFS)[編集]

VA同様に誘電率異方性がネガである液晶と光配向膜(ラビングレス)で2014年から量産が開始されている高透過率のIPS液晶モード。

参照[編集]

  1. ^ IPS-Pro (Evolving IPS technology)
  2. ^ http://www.barco.be/barcoview/downloads/IPS-Pro_LCD_technology.pdf
  3. ^ http://www.hydis.com/eng/04_rnd/rnd_03.asp
  4. ^ http://techon.nikkeibp.co.jp/members/NEWS/20041206/106740/

外部リンク[編集]