IPSパネルとは何ですか？

IPS（インプレーンスイッチング）は液晶ディスプレイ（LCD）用の画面技術です。IPSでは、液晶層が2枚のガラス面の間に挟まれており、液晶分子はこれらの面に平行に（同一平面上で）所定の方向に配列されています。電界が加えられると分子は再配向しますが、基本的に表面に平行なままで画像を生成します。これは、1980年代後半に普及していたツイステッドネマティック（TN）液晶の視野角の狭さや色再現の低さという問題を解決するために設計されました。

歴史

TN方式は1980年代後半から1990年代初頭にかけてアクティブマトリクスTFT液晶の唯一の実用技術でした。初期のパネルは上下逆のグレースケール反転が起き、応答速度も遅かった（1msの応答は5msより視覚的に良い）。1990年代半ばには、IPSや垂直配向（VA）といった新技術が開発され、これらの弱点を克服し、大型コンピュータモニターに応用されました。

1974年に特許化された一つの方法では、片側のガラス基板上に指状電極を設け、基板に平行な電界を発生させる手法がありましたが、当時はTNを超えるIPS-LCDの実現は困難でした。

その後、Guenter Baurらが分子配列の有利な詳細をドイツで特許出願し（1990年1月9日）、発明者が所属していたフライブルクのフラウンホーファー研究所がこれらの特許をドイツのMerck KGaAに譲渡しました。

間もなくして、日立もこの技術改良のための特許を出願。特に日立研究センターの近藤勝美氏が主導し、1992年に実用的なIPS技術として薄膜トランジスタ配列のマトリクス接続や画素間の不要な迷光回避を実現しました。さらに電極形状の最適化（Super IPS）で視野角依存を改善。NECや日立がIPSをベースにしたアクティブマトリクスLCDの早期メーカーとなりました。これは大型フラットパネルモニターやテレビにおける視覚性能の実用化のマイルストーンです。1996年、サムスンがマルチドメインLCDを可能にする光学パターニング技術を開発し、その後2006年までIPSとマルチドメインが主要なLCD設計となりました。

後にLGディスプレイや他の韓国、日本、台湾のLCDメーカーもIPS技術を採用しました。

IPS技術は医療機器、オーディオ、テレビ、タブレット、スマートフォン用パネルに広く使われています。特にIBM製品（2004年～2008年のFlexView）はCCFLバックライトのIPS LCDであり、Apple製品は2010年以降「Retina Display」ラベルでLEDバックライトのIPS LCDを採用しています。

実装

この場合、2つの線状偏光フィルターPとAは同じ透過軸を持ちます。電圧がかかっていない状態（OFF状態）では、ガラス板の内面は液晶分子が90度にねじれるように処理されており、TN液晶とほぼ同じ構造です。ただし電極e1とe2の配置が異なり、同一平面の片側ガラス基板上にあるため、基板に平行な電界を生成します。

液晶分子は正の誘電異方性を持ち、長軸が電界に平行に配向します。OFF時、入射光L1は偏光子Pで線偏光され、90度回転した偏光が偏光子Aを通過せず遮断されます。ON時には電圧がかかり電界Eが生じ、分子が再配向されるため光L2は偏光子Aを通過します。

実際にはOFF時にねじれのない構造なども存在します。両電極が同一基板上のため、TNに比べスペースを取りコントラストや明るさが低下します。

後に応答速度や色再現を改善したSuper-IPSが登場しました。

IPSの利点

· すべての視野角で色再現性が高く安定している（2014年時点での比較ではTNパネルに優る）

· TN液晶のようにタッチ時の明るさ変動や残像がないため、スマホやタブレットのタッチスクリーンに適する

· クリアな映像と安定した応答時間を提供する

IPSの欠点

· TNパネルより最大15%多くの電力を消費する

· TNパネルより製造コストが高い

· 応答速度がTNパネルより遅いことがある

· バックライト漏れ（Backlight Bleeding）に弱い場合がある