“IPS” là viết tắt của “In-Plane Switching”, là một loại màn hình tinh thể lỏng (LCD) đặc biệt được sử dụng trong nhiều loại máy tính cao cấp và smartphone ngày nay. Màn hình IPS có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với các loại màn hình thông thường. Trong bài viết hôm nay, mời các bạn tìm hiểu chi tiết tất tần tật thông tin cần biết về màn hình IPS.
Mục lục
Lịch sử phát triển của màn hình IPS
Lịch sử hình thành
IPS tên tiếng Anh đầy đủ là In-Plane Switching, là công nghệ chuyển đổi màn hình trong mặt phẳng, là một loại màn hình TFT và thường được gọi là “Super TFT”, xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1996 và được Hitachi phát triển để cải thiện góc nhìn kém và khả năng tái tạo màu sắc của tấm nền TN ra đời và sau đó phát triển các công nghệ màn hình có nguồn gốc từ IPS, S-IPS, AS-IPS, IPS-PRO, v.v. Sau đó, Samsung, LG, v.v. cũng phát triển công nghệ IPS của riêng họ dựa trên nó.
Đến giữa những năm 2000, IPS đã trở thành một tiêu chuẩn cho các ứng dụng chuyên nghiệp như đồ họa và thiết kế. Công nghệ này cũng bắt đầu xuất hiện trong thị trường tiêu dùng, với sự xuất hiện của các màn hình máy tính và điện thoại thông minh sử dụng IPS để cung cấp trải nghiệm hình ảnh vượt trội.
Ngày nay, IPS không chỉ là một công nghệ màn hình thông thường mà còn là một phần quan trọng của nền công nghiệp điện tử. Các nhà sản xuất đã không ngừng nâng cao và phát triển IPS, bao gồm việc giảm kích thước, tăng độ phân giải, và cải thiện hiệu suất năng lượng. Công nghệ này đã góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng hình ảnh và trải nghiệm người dùng, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lịch sử của công nghệ hiển thị màn hình.
Tiềm năng phát triển trong tương lai
Trong vài năm gần đây, thị trường màn hình IPS đã trải qua sự tăng trưởng ổn định. Vào năm 2019, tổng giá trị thị trường IPS Display trên toàn cầu đạt khoảng 240 tỷ đô la Mỹ. Dự kiến vào năm 2025, thị trường này sẽ đạt khoảng 340 tỷ đô la Mỹ. Tỷ lệ tăng trưởng dự kiến là khoảng 6.1% mỗi năm.
Khi nhu cầu về màn hình chất lượng cao của người tiêu dùng tiếp tục tăng, Màn hình IPS là một trong những đại diện của màn hình cao cấp, ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm và ưu ái.
Tăng cầu trong thị trường game:
- Sự phát triển của ngành công nghiệp game và thúc đẩy của thị trường e-sports đã làm tăng cầu về màn hình có thời gian đáp ứng nhanh và tỉ lệ làm mới cao.
- Màn hình IPS, với hiệu suất ngày càng tốt về thời gian đáp ứng, đang trở thành sự lựa chọn phổ biến trong cộng đồng game thủ.
Tăng cầu trong môi trường công việc:
- Sự phổ cập của hình thức làm việc từ xa và giáo dục trực tuyến đã tạo nên nhu cầu ngày càng tăng về màn hình chất lượng cao để cải thiện hiệu suất làm việc và học tập.
- Màn hình IPS được đánh giá cao về chất lượng hình ảnh và góc nhìn rộng, nên nó trở thành lựa chọn ưa thích trong các môi trường làm việc và học tập.
Nhìn chung, IPS thị trường màn hình có triển vọng rộng lớn và vẫn còn nhiều tiềm năm để phát triển trong tương lai.
Thị trường trò chơi: Với sự phát triển của thể thao điện tử, ngày càng nhiều game thủ bắt đầu chú ý đến các thông số như thời gian phản hồi màn hình và tốc độ làm mới, màn hình IPS ngày càng tốt hơn về mặt này. Trong tương lai, khi thị trường trò chơi tiếp tục mở rộng, triển vọng ứng dụng của màn hình IPS trong lĩnh vực trò chơi sẽ còn rộng hơn nữa.
Lĩnh vực thiết kế và sáng tạo: Màn hình IPS có khả năng thể hiện màu sắc chính xác hơn và góc nhìn rộng hơn, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho thiết kế và sáng tạo các trường Lựa chọn đầu tiên. Trong tương lai, với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực thiết kế và sáng tạo, triển vọng ứng dụng của màn hình IPS trong lĩnh vực này sẽ còn rộng hơn nữa.
Tình huống làm việc: Với sự phổ biến của hình thức làm việc từ xa và giáo dục trực tuyến, ngày càng có nhiều người cần sử dụng màn hình chất lượng cao để cải thiện hiệu quả làm việc và học tập, IPS triển vọng ứng dụng trong lĩnh vực này cũng sẽ trở nên phổ biến hơn. Màn hình IPS cũng có lợi thế lớn về mặt này. Trong tương lai, khi các kịch bản công việc tiếp tục thay đổi và nâng cấp,
Lĩnh vực y tế: Màn hình IPS có hiệu suất màu sắc chính xác hơn và góc nhìn rộng hơn nên ngày càng được sử dụng nhiều trong lĩnh vực y tế. Càng rộng rãi. Trong tương lai, với sự phát triển và nâng cấp không ngừng của công nghệ y tế, triển vọng ứng dụng của IPS hiển thị trong lĩnh vực y tế cũng sẽ rộng hơn.
Nhìn chung, màn hình IPS có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau và vẫn còn nhiều dư địa để phát triển trong tương lai. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự mở rộng của các kịch bản ứng dụng, màn hình IPS sẽ được ứng dụng và phát huy trong nhiều lĩnh vực hơn.
Cấu trúc vật lý của màn hình IPS
Màn hình IPS là một loại màn hình LCD (tinh thể lỏng), sử dụng các tế bào tinh thể lỏng để điều khiển ánh sáng từ đèn nền và tạo ra hình ảnh.
Cấu trúc vật lý của màn hình IPS bao gồm:
Backlight (đèn nền):
Màn hình IPS sử dụng đèn nền LED hoặc CCFL để tạo nguồn ánh sáng đồng đều trên toàn bộ bề mặt màn hình.
Glass Substrate (lớp kính cơ bản):
Lớp kính cơ bản chịu trách nhiệm cho việc hiển thị hình ảnh và thường được chế tạo từ vật liệu chống chói và chống phản quang.
Color Filters (bộ lọc màu):
Mỗi pixel trên màn hình được điều chỉnh bằng cách sử dụng bộ lọc màu, giúp tạo ra màu sắc đa dạng.
Liquid Crystal Layer (lớp tinh thể lỏng):
Lớp tinh thể lỏng chứa các tế bào tinh thể lỏng, thay đổi độ xoay dưới tác động của điện áp để điều chỉnh lượng ánh sáng đi qua.
Các lớp tinh thể lỏng của màn hình IPS xếp theo hàng ngang và song song với hai lớp kính phân cực, thay vì vuông góc như màn hình LCD truyền thống. Điều này giúp màn hình IPS có góc nhìn rộng, màu sắc chính xác và hình ảnh rõ nét.
TFT Array (Mảng Transistor Thin-Film):
Các transistor trong mảng thin-film đảm bảo kiểm soát chính xác của mỗi pixel, điều chỉnh điện áp đến tế bào tinh thể lỏng.
Color Pixel Triads (bộ ba pixel màu):
Các pixel thường tổ chức thành bộ ba màu cơ bản: đỏ, xanh lá cây và lam, tạo ra mọi gam màu cần thiết.
Polarizing Film (lớp phim cản quang):
Lớp phim cản quang được đặt cả ở trước và sau lớp tinh thể lỏng để kiểm soát hướng ánh sáng và giảm lực chói.
Additional Components (các thành phần bổ sung):
Màn hình IPS còn có các thành phần khác như mạch điện, mạch điều khiển, lớp phủ bảo vệ, khung và chân đế, tùy thuộc vào từng mẫu và hãng sản xuất.
Nguyên lý hoạt động của màn hình IPS
Màn hình IPS sử dụng một lớp chất lỏng (thường là crystal liquid) giữa hai lớp kính để tạo ra hình ảnh.
Khi không có điện áp được cấp, màn hình IPS hoạt động như một cửa sổ mở, các tế bào tinh thể lỏng nằm song song với hai lớp kính phân cực. Trong trạng thái này, ánh sáng từ đèn nền có thể đi qua màn hình một cách tự do mà không gặp phải sự cản trở nào đặc biệt. Điều này tạo ra khả năng hiển thị hình ảnh với độ tương phản và độ sáng tốt ngay cả khi không có điện áp điều khiển.
Khi có điện áp được cấp, trạng thái của màn hình IPS thay đổi. Các tế bào tinh thể lỏng bắt đầu xoay theo phương ngang, điều này làm thay đổi góc phân cực của ánh sáng khi đi qua. Lớp kính phân cực ở trên cùng của màn hình sẽ lọc ra những tia ánh sáng có góc phân cực phù hợp với trạng thái xoay của tế bào lỏng, trong khi loại bỏ hoặc giảm độ sáng của các tia không phù hợp. Quá trình này tạo ra hiệu ứng phân cực màu sắc, cho phép màn hình hiển thị gam màu đa dạng và chính xác.
Tóm lại, nguyên tắc này giúp màn hình IPS duy trì khả năng hiển thị linh hoạt và chính xác, với khả năng tái tạo màu sắc và góc nhìn rộng mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh trong các điều kiện sử dụng khác nhau.
Ưu – nhược điểm của màn hình IPS
Ưu điểm
1. Tốc độ phản hồi cao:
Tốc độ phản hồi của màn hình IPS là khoảng 8 mili giây, nhanh hơn nhiều lần so với các màn hình khác như màn hình VA. Điều này có nghĩa là màn hình IPS có thể chuyển đổi giữa các màu sắc khác nhau nhanh hơn, giúp hiển thị trò chơi, video và các nội dung khác mượt mà hơn.
2. Góc nhìn rộng:
Góc nhìn của màn hình IPS có thể đạt tới 178 độ, nghĩa là dù nhìn từ góc nào thì màn hình cũng có thể nhìn thấy hình ảnh rõ nét.
3. Tái tạo màu sắc chính xác:
Màn hình IPS có khả năng tái tạo màu sắc tương đối tốt, giúp bạn nhìn thấy màu sắc trung thực và tự nhiên hơn khi xem hình ảnh hoặc video trên màn hình IPS, làm cho hình ảnh trở nên sống động mà không bị biến dạng màu. Chính vì điều này nên màn hình IPS thường là loại màn hình tiêu chuẩn được sử dụng trong các lĩnh vực như thiết kế đồ họa, nhiếp ảnh.
Ví dụ: Màn hình văn phòng doanh nghiệp cao cấp 4K E28u-20 (sau đây gọi là E28u) thế hệ thứ hai của ThinkVision sử dụng công nghệ màn hình IPS, có gam màu rộng 90% DCI-P3 và 99% sRGB và có thể nhìn thấy 3 màu sống động. Hình ảnh đa chiều từ mọi góc độ, hiệu ứng màu sắc chính xác, rất phù hợp với dân văn phòng chuyên nghiệp như designer, marketer. Ngoài ra, màn hình E28u này còn được trang bị độ phân giải cực rõ 4K UHD và màn hình 28 inch, so với màn hình độ phân giải 1080P thông thường, hình ảnh có chi tiết rõ ràng hơn và có thể thu được nhiều hơn FHD, chi tiết gấp 4 lần mới có thể giải quyết được điểm đau là không thể xem thêm chi tiết ở độ phân giải thấp.
4. Điều chỉnh tốt trong môi trường sáng:
Các phân tử chất lỏng có khả năng điều chỉnh ánh sáng tốt, giúp màn hình IPS hiệu quả trong điều kiện ánh sáng khác nhau mà vẫn duy trì độ tương phản và độ sáng hình ảnh.
5. Thiết kế viền hẹp:
Màn hình IPS áp dụng thiết kế viền hẹp giúp màn hình trông đẹp hơn.
6. Tiêu thụ điện năng thấp:
Màn hình IPS có mức tiêu thụ điện năng tương đối thấp, có thể kéo dài tuổi thọ pin của thiết bị và cũng giảm mức tiêu thụ năng lượng.
7. Độ truyền ánh sáng cao:
Màn hình IPS có độ truyền ánh sáng cao, giúp màn hình duy trì hiệu ứng hiển thị rõ ràng trong môi trường nhiều ánh sáng.
8. Chắc chắn và bền bỉ:
Màn hình IPS tương đối chắc chắn, có độ bền cao và có thể chịu được một mức độ va đập và áp lực nhất định.
9. Không nhấp nháy:
Màn hình IPS sẽ không nhấp nháy, có thể làm giảm mỏi mắt và bảo vệ thị lực của người dùng.
10. Hỗ trợ độ phân giải cao:
Màn hình IPS có thể hỗ trợ độ phân giải cao hơn, giúp duy trì chi tiết và màu sắc rõ ràng khi hiển thị hình ảnh và video độ phân giải cao.
Nhược điểm
Cần lưu ý rằng mặc dù màn hình IPS có nhiều ưu điểm nhưng nó cũng có một số nhược điểm.
Màn hình IPS giúp tăng góc nhìn nhưng lại giảm độ xuyên thấu của ánh sáng, để có hiệu ứng hiển thị tốt hơn thì không được tăng độ sáng của đèn nền, điều này dễ gây hiện tượng rò rỉ ánh sáng đối với những màn hình IPS không được chế tạo đặc biệt tốt. Với việc kiểm soát vấn đề này một cách chuẩn hóa hơn, vấn đề rò rỉ ánh sáng sẽ được cải thiện tương đối, tuy nhiên IPS cũng thiếu tính năng tương phản cao, điều dễ nhận thấy nhất là nó không đủ tối ở các hình ảnh có nhiều màu đen.
Vì vậy, người dùng cần cân nhắc toàn diện dựa trên nhu cầu và túi tiền của mình khi lựa chọn màn hình.
Phân loại màn hình IPS
Công nghệ màn hình IPS cũng có những phân loại, cấp độ khác nhau
1. IPS-LCD và IPS-LED:
Màn hình IPS có thể kết hợp với đèn nền LCD hoặc LED để tạo thành màn hình IPS-LCD hoặc IPS-LED. Trong số đó, màn hình IPS-LCD phổ biến hơn và đèn nền của chúng sử dụng nguồn sáng LCD; trong khi màn hình IPS-LED sử dụng nguồn sáng LED, có độ sáng cao hơn và tốc độ phản hồi nhanh hơn.
2. Màn hình IPS cứng và màn hình IPS mềm:
Tùy thuộc vào độ cứng và khả năng uốn cong của màn hình, màn hình IPS có thể được chia thành màn hình cứng IPS và màn hình IPS mềm. Trong số đó, màn hình cứng IPS tương đối cứng, không thể uốn cong nhưng có độ ổn định và độ bền cao; trong khi màn hình mềm IPS tương đối mềm và có thể uốn cong, giúp màn hình đạt được các thiết kế và ứng dụng linh hoạt hơn.
3. Tấm nền IPS và màn hình IPS toàn màn hình:
Tùy thuộc vào quy trình sản xuất màn hình, màn hình IPS có thể được chia thành tấm nền IPS và màn hình IPS toàn màn hình. Trong số đó, tấm nền IPS được sản xuất bằng cách cắt và lắp ráp các tấm màn hình IPS để tạo ra các sản phẩm có kích thước và ứng dụng khác nhau; trong khi tấm nền IPS toàn màn hình trực tiếp sản xuất màn hình IPS hoàn chỉnh, có thể sử dụng trực tiếp trong các sản phẩm đầu cuối.