Differenze di trasmittanza tra vetro LCD TN e IPS

     Molti ingegneri hardware, quando consultano i display, spesso chiedono perché gli schermi LCD TN sono più luminosi degli schermi LCD IPS quando utilizzano la stessa luminosità della retroilluminazione. Oggi gli ingegneri della Shenzhen Hongjia Technology lo spiegheranno. Innanzitutto, gli occhiali LCD TN (Twisted Nematic) e IPS (In-Plane Switching) presentano differenze fondamentali nella trasmittanza, che portano direttamente a differenze nei loro effetti di visualizzazione (come contrasto, colore e angolo di visione). Le differenze sono le seguenti:

1. Vetro LCD TN (Twisted Nematic).

• Struttura di base: le direzioni di polarizzazione dei polarizzatori superiore e inferiore sono perpendicolari tra loro. In condizioni naturali, le molecole di cristalli liquidi formeranno un allineamento ritorto di 90 gradi sotto l'influenza degli strati di allineamento del substrato superiore e inferiore.

• Nessuna accensione (modalità bianco normale):

La luce che entra attraverso il polarizzatore superiore diventa polarizzata linearmente. Quando questa luce polarizzata passa attraverso lo strato di cristalli liquidi ritorto, la sua direzione di polarizzazione ruota di 90 gradi a causa della torsione delle molecole di cristalli liquidi. Quando la luce raggiunge il polarizzatore inferiore, la sua direzione di polarizzazione è esattamente allineata con l'asse di trasmissione del polarizzatore inferiore, consentendo alla luce di attraversarlo senza problemi → lo schermo visualizza uno stato luminoso (bianco), con la massima trasmittanza.

• Modalità di accensione:

Quando viene applicata la tensione, le molecole di cristalli liquidi si ergono verticalmente lungo la direzione del campo elettrico, perdendo la loro struttura contorta e non sono più in grado di ruotare la direzione di polarizzazione della luce. La luce proveniente dal polarizzatore superiore mantiene la sua direzione di polarizzazione. Quando raggiunge il polarizzatore inferiore, poiché la sua direzione di polarizzazione è perpendicolare al polarizzatore inferiore, viene completamente bloccato → lo schermo visualizza uno stato scuro (nero).

• Caratteristiche chiave della trasmittanza:

• Vantaggi: nello stato luminoso (schermo bianco), la trasmittanza teorica è relativamente alta. Questo è uno dei motivi per cui gli schermi TN di solito appaiono "più luminosi" e anche per il loro costo di produzione inferiore.

Caratteristiche principali della trasmittanza:

Vantaggi: Nello stato luminoso (schermo bianco), la trasmittanza teorica è relativamente alta. Questo è uno dei motivi per cui gli schermi TN di solito appaiono "più luminosi" e anche perché hanno costi di produzione inferiori. • Svantaggi: In condizioni di oscurità (schermo nero), poiché le molecole dei cristalli liquidi non possono allinearsi perfettamente, una parte della luce fuoriuscirà sempre, risultando in un nero impuro, che apparirà come un "nero-grigiastro". Ciò rende il rapporto di contrasto dei pannelli TN tipicamente basso (forse solo 1000:1 o inferiore).

2. Vetro LCD IPS (commutazione in aereo).

• Struttura di base: le direzioni di polarizzazione dei polarizzatori superiore e inferiore sono parallele. Le molecole dei cristalli liquidi ruotano sempre all'interno del piano del substrato, a differenza del TN che "sta in piedi".

• Nessuna attivazione dell'alimentazione:

Le molecole dei cristalli liquidi mantengono il loro allineamento iniziale, modificando la direzione di polarizzazione della luce incidente. Poiché i polarizzatori superiore e inferiore sono paralleli, la luce, dopo essere stata modulata "erroneamente" dallo strato di cristalli liquidi, non può passare attraverso il polarizzatore inferiore → la luce è bloccata → lo schermo visualizza uno stato scuro (nero), a quel punto la trasmittanza è minima.

• Stato di accensione:

• Quando viene applicata la tensione, le molecole dei cristalli liquidi ruotano nel piano, allineando la direzione di polarizzazione della luce incidente con quella del polarizzatore inferiore, consentendo alla luce di passare senza intoppi → lo schermo visualizza uno stato luminoso (bianco).

• Caratteristiche principali della trasmittanza:

• Vantaggi: eccellente effetto di blocco della luce negli stati scuri (schermo nero), producendo neri molto puri e profondi. Ciò consente ai pannelli IPS di raggiungere rapporti di contrasto estremamente elevati (tipicamente 1500:1 o anche superiori, con valori più elevati nei modelli di fascia alta).

• Svantaggi: poiché è necessario far ruotare le molecole dei cristalli liquidi in modo planare all'interno del materiale viscoso dei cristalli liquidi, sono necessari una tensione più elevata e tempi di risposta più lunghi. Inoltre, per ottenere la stessa luminosità, è necessaria una retroilluminazione più forte o una tensione di pilotaggio più elevata, il che aumenta in una certa misura il consumo energetico. I primi pannelli IPS avevano una trasmittanza inferiore negli stati luminosi rispetto ai pannelli TN, ma le tecnologie moderne (come AHVA, PLS e altre varianti IPS) hanno notevolmente migliorato questo aspetto.

      Shenzhen Hongjia Technology è specializzata da 12 anni nella ricerca e sviluppo, nella produzione e nella vendita di display da 1,14 pollici a 12,1 pollici e touchscreen corrispondenti. Offrono schermi LCD TN e IPS in una gamma completa di dimensioni e con molteplici opzioni di interfaccia. La differenza fondamentale nella trasmittanza tra il vetro LCD TN e IPS determina che IPS è superiore a TN nella qualità complessiva dell'immagine (in particolare contrasto, colore e angolo di visione). L'unico grande vantaggio di TN risiede nel suo tempo di risposta estremamente rapido, che gli garantisce ancora un mercato negli e-sport professionali in cui i frame rate estremi sono cruciali. Tuttavia, per la stragrande maggioranza degli utenti di tutti i giorni, appassionati di elaborazione delle immagini, spettatori di film e giocatori, i pannelli IPS offrono un'esperienza visiva molto migliore.