La conmutación en el plano ( IPS ) es una tecnología de pantalla utilizada en pantallas de cristal líquido (LCD). En IPS, las moléculas de cristal líquido se intercalan entre dos paneles (planos) de sustrato de vidrio y se alinean paralelamente a ellos . Las moléculas se reorientan mediante la aplicación de un campo eléctrico , manteniendo esencialmente su paralelismo con las superficies para producir una imagen. Fue diseñada para solucionar los problemas de ángulo de visión deficiente y reproducción cromática de las pantallas LCD de matriz de efecto de campo nemático retorcido (TN) que predominaban a finales de la década de 1980. [ 1 ]
Historia
Los monitores de computadora comenzaron a utilizar paneles LCD TFT de matriz activa en las décadas de 1980 y principios de 1990, como una tecnología alternativa al tubo de rayos catódicos . Estas primeras pantallas LCD sufrían de inversión de escala de grises , pérdida de contraste y precisión en la reproducción del color cuando se veían desde ángulos extremos, [ 2 ] y tenían un desenfoque de movimiento significativo en la pantalla debido a un tiempo de respuesta deficiente . IPS y la alineación vertical (VA) están diseñadas para mitigar estos problemas.
En una patente de 1974 se describe un primer experimento de pantalla IPS-LCD. Este utilizaba electrodos interdigitados en un único sustrato de vidrio para generar un campo eléctrico prácticamente paralelo a dicho sustrato. [ 3 ] [ 4 ] Sin embargo, el inventor no logró implementar pantallas IPS-LCD con una calidad superior a la de las pantallas TN contemporáneas.
Después de un análisis exhaustivo, Guenter Baur et al. presentaron en Alemania detalles de arreglos moleculares ventajosos y los patentaron en varios países, incluidos los EE. UU., el 9 de enero de 1990. [ 5 ] [ 6 ] La Sociedad Fraunhofer en Friburgo , donde trabajaban los inventores, cedió estas patentes a Merck KGaA , Darmstadt, Alemania.
Poco después, Hitachi de Japón presentó patentes sobre mejoras a la tecnología. [ 7 ] En 1992, los ingenieros de Hitachi desarrollaron varios detalles prácticos de la tecnología IPS para interconectar la matriz de transistores de película delgada como una matriz y evitar campos parásitos indeseables entre píxeles. [ 8 ] [ 9 ] Hitachi también mejoró aún más la dependencia del ángulo de visión optimizando la forma de los electrodos ( Super IPS ). NEC y Hitachi se convirtieron en los primeros fabricantes de LCD de matriz activa direccionada basados en la tecnología IPS. Este es un hito para la implementación de LCD de pantalla grande con un rendimiento visual aceptable para monitores de computadora de panel plano y pantallas de televisión. En 1996, Samsung desarrolló la técnica de patrón óptico que permite LCD multidominio. Posteriormente, los diseños de LCD multidominio y de conmutación en el plano siguieron siendo los dominantes hasta 2006. [ 10 ]
Posteriormente, LG Display y otros fabricantes de pantallas 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 comercializados como Flexview entre 2004 y 2008 tienen pantallas LCD IPS con retroiluminación CCFL , y todos los productos de Apple Inc. comercializados con la etiqueta Retina Display [ 11 ] [ 12 ] cuentan con pantallas LCD IPS con retroiluminación LED desde 2010.
Tecnología

Implementación
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 a 90 grados de la capa de cristal líquido 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 cristal líquido adyacentes en ángulo recto. Esta estructura molecular es prácticamente la misma que en las pantallas LCD TN. Sin embargo, la disposición de los electrodos e1 y e2 es diferente. Los electrodos están en el mismo plano y sobre una sola placa de vidrio, por lo que generan un campo eléctrico esencialmente paralelo a esta placa. El diagrama no está a escala: la capa de cristal líquido tiene solo unos pocos micrómetros de espesor, muy delgada en comparación con la distancia entre los electrodos.
Las moléculas de cristal líquido (LC) presentan una anisotropía dieléctrica positiva y se alinean con su eje longitudinal paralelo al campo eléctrico aplicado. En el estado APAGADO (mostrado a la izquierda), la luz incidente L1 se polariza linealmente mediante el polarizador P. La capa de cristal líquido nemático retorcido rota el eje de polarización de la luz incidente 90 grados, de modo que, idealmente, no pasa luz a través del polarizador A. En el estado ENCENDIDO , se aplica un voltaje suficiente entre los electrodos y se genera un campo eléctrico E que realinea las moléculas de cristal líquido, como se muestra a la derecha del diagrama. En este caso, 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 torsión en el estado OFF . Como ambos electrodos están en el mismo sustrato, ocupan más espacio que los electrodos de matriz TN. Esto también reduce el contraste y el brillo. [ 16 ]

Ventajas
- Los paneles IPS muestran colores consistentes y precisos desde todos los ángulos de visión. [ 17 ] En el sitio web de Japan Display Inc. se puede ver una comparación de 2014 entre paneles IPS y TN con respecto a la consistencia del color bajo diferentes ángulos de visión . [ 18 ] Además, en comparación con los paneles TN, los paneles IPS pueden mostrar más espacios de color .
- A diferencia de las pantallas LCD TN, los paneles IPS no se aclaran ni muestran estelas al tocarlos. Esto es importante para dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos inteligentes y tabletas . [ 19 ]
- Los paneles IPS ofrecen imágenes claras y nítidas sin reflejos, un amplio rango de visión, un tiempo de respuesta estable y una mejor reproducción del color. [ 16 ] [ 20 ]
Desventajas
En comparación con las pantallas TN, las IPS pueden consumir más energía, ser más caras de fabricar, tener tiempos de respuesta más lentos y sufrir más fácilmente de brillo de retroiluminación desigual ("fugas de retroiluminación"). [ 21 ] [ 22 ]
Otros nombres
Samsung Electronics utiliza el término de marketing Super PLS (Plane-to-Line Switching) para referirse a tecnologías de paneles IPS con características y rendimiento similares a las de la oferta de LG. [ 23 ] [ 24 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Cross, Jason (18 de marzo de 2012). "Pantallas digitales explicadas" . TechHive . PC World. pág. 4. Archivado del original el 2 de abril de 2015. Recuperado el 19 de marzo de 2015 .
- ↑ "Tecnología TFT: Mejora del ángulo de visión" . Riverdi (fabricante de módulos TFT). Archivado del original el 23 de abril de 2016. Recuperado el 5 de noviembre de 2016.
Sin embargo, [el nemático retorcido] sufre del 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 ) - ↑ "Datos bibliográficos: US3834794 (A) ― 1974-09-10" . Espacenet.com . Archivado del original el 8 de marzo de 2021. Recuperado el 9 de octubre de 2013 .
- ↑ Patente estadounidense 3,834,794 : R. Soref, Dispositivo de medición y visualización de detección de campo eléctrico de cristal líquido , presentada el 28 de junio de 1973.
- ↑ "Datos bibliográficos: US5576867 (A) ― 1996-11-19" . Espacenet.com . Archivado del original el 8 de marzo de 2021. Recuperado el 9 de octubre de 2013 .
- ↑ Patente estadounidense 5576867
- ↑ "Premios y reconocimientos SID 2014" . InformationDisplay.org . Archivado del original el 16 de abril de 2014. Consultado el 4 de julio de 2014 .
- ↑ "Espacenet – Datos bibliográficos" . Worldwide.espacenet.com . 28 de enero de 1997. Archivado del original el 8 de marzo de 2021. Consultado el 15 de agosto de 2014 .
- ^ Patente estadounidense 5.598.285 : K. Kondo, H. Terao, H. Abe, M. Ohta, K. Suzuki, T. Sasaki, G. Kawachi, J. Ohwada, Dispositivo de visualización de cristal líquido , presentada el 18 de septiembre de 1992 y el 20 de enero de 1993.
- ↑ "Estructuras ópticas" (PDF) . Nature. 22 de agosto de 1996. Consultado el 13 de junio de 2008 .
- ↑ Especificaciones técnicas del iPhone 5c. Archivado el 31 de octubre de 2013 en Wayback Machine.
- ↑ Comparación de modelos de iPad. Archivado el 24 de octubre de 2012 en Wayback Machine.
- ↑ IPS-Pro (Tecnología IPS en evolución) Archivado el 29 de marzo de 2010 en Wayback Machine
- ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 15 de noviembre de 2012. Recuperado el 24 de noviembre de 2013 .
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- ↑ Comparaciones realizadas por LG Display. Archivado el 13 de enero de 2013 en Wayback Machine.
- ↑ Comparación visual de IPS y TN realizada por Japan Display Inc. Archivada el 28 de marzo de 2014 en Wayback Machine.
- ↑ Panel estable de IPS archivado el 2 de mayo de 2015 en Wayback Machine
- ↑ Mark, Winston (30 de junio de 2021). "¿Panel IPS o TN?" . EsportSource.net . Recuperado el 7 de febrero de 2022 .
- ↑ Ivankov, Alex (1 de septiembre de 2016). "Ventajas y desventajas de la tecnología de pantalla IPS" . Version Daily . Archivado del original el 26 de septiembre de 2017. Recuperado el 25 de septiembre de 2017 .
- ↑ "Guía de visualización y gráficos" . Universidad de Pensilvania. 3 de mayo de 2017. Consultado el 14 de febrero de 2019 .
- ↑ "Samsung adopta IPS en lugar de AMOLED: ¿Por qué?" . Seoul Shinmun . 9 de noviembre de 2012. Archivado del original el 21 de diciembre de 2012 . Consultado el 9 de noviembre de 2012 .
- ↑ "Samsung PLS mejora las pantallas IPS como la del iPad y cuesta menos" . electronista.com. Archivado del original el 27 de octubre de 2012. Consultado el 30 de octubre de 2012 .
Enlaces externos
- Tecnologías de paneles
- Panel IPS vs. VA
- Significado completo de IPS Display (archivado el 4 de agosto de 2019 en Wayback Machine)
- Tecnología de visualización
- Pantallas de cristal líquido
- Inventos alemanes
- Inventos japoneses
- Inventos surcoreanos