TN vs IPS - 2 technologies d'angle de vision courantes de l'écran LCD TFT

TN vs IPS, l'écran LCD IPS offre un angle de vision plus large tandis que l'écran LCD TN est une option plus économique.

Dans l'histoire de la révolution de l'affichage, pour remplacer les écrans CRT traditionnels et devenir une technologie d'affichage grand public, les écrans à cristaux liquides à couche mince (TFT LCD) ont surmonté un inconvénient majeur dans l'angle de vision :

Lorsque vous regardez un écran LCD sous un certain angle, vous remarquerez une perte soudaine (assombrissement) et une décoloration de la luminosité de l'écran. Les anciens écrans plats n'ont généralement qu'un angle de vision de 90⁰, soit 45⁰ de chaque côté gauche/droit.

Étant donné que le principe de l'écran LCD est de contrôler l'orientation spatiale des molécules de cristaux liquides à travers un champ électrique et de modifier la direction de vibration de la lumière incidente de la source de rétroéclairage, c'est-à-dire que la majeure partie de la lumière émise par l'écran est une lumière polarisée.

Si nous regardons un écran entièrement blanc sous un angle très oblique, nous pouvons voir des noirs ou une distorsion des couleurs, ce qui limite l'angle de vision de l'écran LCD (l'angle de vision maximal est défini avec un taux de contraste d'au moins 10:1, généralement dans les quatre directions haut/bas/gauche/droite).

Il existe 2 technologies d'angle de vision communes de TFT LCD, TN vs IPS, et nous comparerons leurs différences.

I. TN (Twisted Nematic)

Le plus couramment utilisé est l'écran à cristaux liquides TFT nématique torsadé (TN TFT LCD). Son principe de fonctionnement est le suivant : il y a des polariseurs sur les couches supérieure et inférieure du panneau, les directions de transmission des deux polariseurs sont perpendiculaires l'une à l'autre. Les molécules de cristal liquide sont disposées dans l'espace selon une torsion de 90° de la couche supérieure à la couche inférieure.

Lorsque la tension d'alimentation n'est pas appliquée, le cristal liquide est dans un état naturel et la lumière émise par la couche inférieure sera tordue de 90 ° après avoir traversé la couche intermédiaire de cristal liquide, de sorte qu'elle puisse traverser en douceur la couche supérieure.

Lorsqu'une tension d'alimentation est appliquée entre les deux couches, un champ électrique sera généré. À ce moment, le cristal liquide sera dévié et disposé verticalement, la lumière ne sera pas tordue. Ainsi, la lumière ne peut pas traverser la couche inférieure.

De cette manière, le contrôle des pixels éclairés par le rétroéclairage est réalisé.

(1) TN+Film : pour améliorer l'angle de vue

S'agissant d'une lumière polarisée, le domaine visible est limité, généralement autour de 90°. Pour compenser cet inconvénient, l'industrie a introduit une technologie TN+Film en ajoutant une couche de film de compensation d'angle de vision large sur la surface du panneau pour augmenter l'angle de vision. D'un point de vue technique, il s'agit d'une méthode facile à mettre en œuvre dans les technologies à grand angle de vue.

Les fabricants d'écrans LCD utilisent un cristal liquide TFT Twisted Nematic standard plus mature. Un film spécial (film tournant) appliqué sur la surface supérieure du panneau peut augmenter l'angle de vision horizontal de 90° à 140° degrés, ce qui est la méthode la plus simple et a un rendement élevé.

Cependant, les deux problèmes majeurs de faible contraste et de temps de réponse lent ne peuvent toujours pas être résolus.

Le moyen facile d'identifier l'écran TN est dû au principe de luminescence. La caractéristique de décalage de couleur des problèmes d'inversion noir et blanc peut être trouvée dans une large plage d'angles de vision dans la direction verticale. Étant donné que la disposition torsadée du cristal liquide est facilement perturbée, lorsque l'écran est pressé par une force externe, il y aura des changements évidents de modèle d'eau de luminosité autour du point de compression.

II. IPS (In-Plane Switching ou Super-TFT)

IPS (In-Plane Switching) a été développé à l'origine par Hitachi, mais il s'agit maintenant d'une technologie mature appliquée à de nombreux TFT-LCD.

La même chose pour les technologies IPS et TN+Film est que la direction de polarisation de la lumière change par la torsion des cristaux liquides, affectant ainsi la transmission de la lumière.

La différence est que les électrodes de l'IPS sont du même côté du panneau, les électrodes positives et négatives sont décalées et la rotation des molécules de cristaux liquides se produit dans le sens horizontal. Après la torsion du cristal liquide, la direction d'alignement est toujours parallèle au substrat en verre.

En raison de la disposition horizontale des molécules de cristaux liquides, l'utilisation de la technologie IPS ou Super TFT peut étendre l'angle de vision à plus de 170°, tout comme l'angle de vision des moniteurs CRT.

En comparant avec TN, IPS appelle également la technologie d'écran dur compte tenu de son arrangement moléculaire à décalage horizontal offrant une structure à cristaux liquides plus robuste et plus stable.

(1) Avantages de l'IPS

● Grand angle de vue

L'angle de vision du panneau IPS peut atteindre 178 degrés. Comme mentionné précédemment, l'angle de vision maximal est défini avec un rapport de contraste d'au moins 10:1, généralement dans les quatre directions haut/bas/gauche/droite. Les tests montrent que la distorsion des couleurs obtenue à l'œil nu sous tous les angles vers l'écran IPS est presque insignifiante.

● Réponse rapide

La technologie IPS modifie la disposition des molécules de cristaux liquides lors de la conversion horizontale. Par conséquent, la vitesse de réponse de l'écran à cristaux liquides est plus rapide et plus stable. Lors de la manipulation d'images en mouvement, il peut accélérer la vitesse de déviation des molécules LC. La vitesse de réponse rapide de l'écran IPS rend le mouvement du contenu plus fin et plus clair et résout les problèmes de maculage d'image et d'effets de tremblement. Lorsque les gens apprécient les films à mouvement rapide de longue durée, les performances d'affichage de l'écran IPS sont claires et fluides, ce qui réduit considérablement la douleur et la fatigue des yeux et est parfaitement conforme aux exigences de santé.

● Vraies couleurs

L'écran IPS peut fournir une excellente inversion des couleurs et une conversion de la luminosité, qui affiche des images dans des couleurs vives et naturelles.

● Touchez sans filigrane

La technologie d'écran dur d'IPS élimine le problème des filigranes, des ombres et des flashs lorsqu'elle est enfoncée, elle est donc plus applicable aux appareils dotés d'un écran tactile.

● Respectueux de l'environnement et économe en énergie

La technologie IPS a une percée dans l'économie d'énergie. La technologie d'alignement horizontal a réduit l'épaisseur de la couche LC et modifié la transmission lumineuse de l'écran à cristaux liquides. En outre, IPS adopte la technologie d'entraînement bipolaire, qui augmente le rapport d'ouverture des pixels de 25 %. Compte tenu de la transmission, pour obtenir la même luminosité dans l'application, IPS peut économiser plus d'énergie. D'autre part, même pour un produit de consommation durable, comme la télévision, la durée de vie d'un écran LCD IPS peut être théoriquement supérieure à 70 000 heures.

● Avantage de taille

Au niveau de la taille de l'écran LCD, l'IPS présente également des avantages évidents par rapport à l'ancien écran LCD. Par exemple, les panneaux grand public de 42 pouces et 40 pouces sur le marché, le téléviseur LCD de 42 pouces avec technologie d'écran dur a une superficie de 67,58 pouces carrés de plus que l'écran LCD de 40 pouces de l'ancien écran LCD. Ce n'est pas seulement une différence littérale de 2 pouces, mais un ordinateur portable entier. Sur l'écran de 42 pouces, l'écran de la télévision numérique peut être entièrement affiché, afin que les consommateurs puissent profiter du jeu avec un écran plus grand. L'écran de 40 pouces est légèrement inférieur car les petites parties sur les coins ne peuvent pas être affichées et l'image ne peut pas être complètement restaurée.

(2) Inconvénients de l'IPS

Cette technique présente également des inconvénients, car les électrodes ne peuvent être placées que d'un côté des deux plaques de verre, et les électrodes doivent être disposées en peigne à la surface d'une certaine couche. Cela réduira le contraste, de sorte que le rétroéclairage doit être éclairci.

En raison de l'influence du niveau de technologie de traitement, le rapport d'ouverture de l'électrode est également limité.

De plus, sous l'effet du grand angle de vision, on note une légère déviation des couleurs aux quatre coins de l'écran et un problème de fuite de lumière.

III. Comparaison de deux techniques majeures : TN vs IPS

TN+Film n'améliore pas beaucoup le temps de réponse. Cette technologie est relativement simple et a un rendement élevé. Cela ne peut qu'améliorer l'angle de vision à un niveau acceptable pour l'œil humain, de sorte que les écrans utilisant cette technologie vont progressivement décliner.

L'IPS a été adopté par plusieurs fabricants, dont Hitachi et NEC, qui supportent cette technologie. Le succès de cette technologie est qu'elle offre un angle de vision de 170° et une vitesse de réponse acceptable.

En plus des technologies de vision large ci-dessus, la technologie ASV exclusive SHARP, une technologie de déformation MVA "PVA" de SAMSUNG en Corée du Sud et la technologie de déformation IPS "FFS" détenue par la Corée du Sud HYDIS.

Avec l'émergence et l'introduction de diverses technologies optimisées, l'effet d'affichage de l'écran LCD continuera d'être surpassé pour répondre aux diverses exigences des applications.

Tailor Pixels est un fabricant et fournisseur professionnel de TFT-LCD, fournissant des produits et des solutions IPS TFT LCD standard et personnalisés pour différents terminaux.