TN和IPS液晶屏技术对比：结构、特性与应用场景全解析
TN和IPS液晶屏技术对比：结构、特性与应用场景全解析
TN和IPS是目前最常见的两种液晶面板类型。TN面板以其低成本、快速响应和低能耗著称，而IPS面板则在广视角和显示效果方面占据优势。本文将从结构原理到具体特性，全面解析这两种技术的差异。
LCD，就是我们常说的液晶显示屏，由于其轻薄、稳定、低功耗的特点，是主要的平板显示技术之一。在LCD技术诞生之初，由于价格太高，液晶面板厂推出了结构简化的平价版--TN LCD，它伴随着的是色彩显示质量低、有效视角小的天然缺陷。后来，IPS技术被引入LCD，改善了上述缺陷，显示色彩准确，可视视角广。可以说IPS是TN技术的升级版。
下文中，我们将从不同角度介绍 TN LCD 与 IPS LCD 的区别。
1.TN和IPS的本质区别是结构不同
结构指液晶分子的排列方式。首先，LCD液晶屏主要通过液晶层（液晶分子）引导光线偏转方向并疏通光路，而液晶分子排列方式是否得当直接影响屏幕显示效果
LCD的实现原理
TN，全称：Twisted Nematic，顾名思义是一种扭向的液晶分子排列方式。显示器打开时，液晶分子水平螺旋旋转➡关闭时，液晶分子垂直旋转。通电前后的液晶分子排列并不处于同一平面。最终就会让两种液晶分子之间产生很多夹角，导致从不同角度看TN屏幕会有不同的显示效果。
IPS，全称：In-Plane Switching，指液晶分子在平面内切换。当 IPS 显示器打开时，面板上的液晶分子旋转方向与 TN 面板相似。然而，当显示器关闭时，液晶分子仍会水平旋转。IPS排列的液晶分子由始至终的偏转方向都处于同一个平面之中，减少了垂直角度那个平面带来的互相遮挡问题，不同角度看到的画面效果统一，可视角度大大增加。
IPS和TN原理示意图
TN和IPS特性对比
内部结构在很大程度上决定了它们的特性。后文会有详细说明。
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：视角更窄
TN 面板的液晶分子位于垂直方向，光线在垂直区域周围发射。因此，我们只能在非常有限的角度内获得较好的视觉质量，在倾斜角度下会出现明显的色彩失真。
相比之下，在 IPS 面板中，液晶分子的水平排列有利于光线在任何角度的发射，从而实现了宽广的有效视角。垂直和水平角度均可达到 170 度到接近 180 度，因此我们也称 IPS LCD 为 "全视角"显示器。
TN屏从侧面看会泛白
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：灰度较低
灰度是用来衡量色彩过渡的能力的指标。TN LCD（6bit）可显示 262 万种色彩，而 IPS LCD（8bit）可显示 1677 万种色彩。从黑色到白色的过渡过程中，IPS 可以显示更多的颜色，因此过渡表现更加自然流畅。
可以看出IPS屏的色彩过渡更细腻
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：更快的响应时间
由于高清的高对比度和广色域，IPS 面板比 TN 面板需要更长的响应时间，一般响应时间为30ms左右。在显示动态高清图片时，IPS 容易出现重影和抖动。
TN屏得益于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，响应速度更快，常规的TN模组响应时间为10-25ms。一些TN屏可以做到1ms的响应时间，不会出现残影。常用来作为职业电竞屏，通过快速响应，TN屏可无损呈现高速变化的场景细节。
响应时间不同，显示动态画面能力不同
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：色彩还原能力较差
灰阶和色彩主要决定了色彩还原能力。与 TN 面板相比，IPS 面板的显灰阶更多，成像表现更细腻，对色彩图像的还原效果细腻逼真。如下图所示，TN 面板上显示的图像四个角是纯粹的黑色，没有细节。而 IPS 可以显示多个色彩层次。
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：屏幕硬度较低
TN屏幕属于软屏，用手指按压 TN 面板时，表面会出现水波纹，但压力释放后，表面会迅速恢复。
IPS屏幕则属于硬屏，IPS 液晶屏的表面有一层高硬度的透明树脂薄膜保护，因此在触摸时可以保持原状，屏幕表面也不会产生水波纹。此外，如果我们用放大镜观察屏幕，就会发现像素点像鱼鳞一样向左侧分布。由于液晶分子的水平排列，在相同外部压力作用下，IPS 的还原速度比分子垂直排列的 TN 快约 10 倍。
TN液晶屏 VS IPS液晶屏：更高的开口率、透光率和更低的功耗
开口率：指有效的透光区域与全部面积的比例。开口率的高低直接影响光线的通过效率，开口率越高，光线通过的效率也越高，相同亮度下，LED背光的功耗可以降低，节省耗电。
IPS 的电极都在同一平面上，而 TN 的电极分布在上下两侧。换句话说，IPS 的开口率比 TN 低。此外，与 TN 相比，IPS 的水平布局会阻挡更多的光线通过。
由于开孔率低和透光率低，IPS 需要更强的背光源，耗电量更大，才能达到与 TN 显示屏相同的亮度。
总结
TN 液晶屏:
优点：便宜，响应速度快，耗能低
缺点：色彩表现差，可视角度小
适合场景：工业控制、电竞游戏
IPS液晶屏：
优点：色彩表现强，可视角度广
缺点：相对于 TN 面板而言速度较慢
适合场景：大部分使用场景