液晶パネルの違いまとめ:TN / VA / IPSのメリットと弱点

パソコン用の液晶ディスプレイ(モニター)を選ぶ時、液晶パネルの種類がざっくりと3種類あることに気づくと思う。「TN」「VA」「IPS」の3種類です。それぞれがどういう原理で機能し、結果としてどんな違いやメリット、弱点が生じるのか。本記事では図解もまじえて解説してみます。

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PC用モニターで主流の「3つ」のパネル形式

テレビやスマートフォンでは「有機EL」(OLED)がかなり普及してきた感がありますが、パソコン向けのモニターやディスプレイでは依然として「TN」「IPS」「VA」が多く、OLEDモニターはまだまだ普及していません。

TN、VA、IPSの違いをザックリと

とりあえず原理とかどうでも良いので「違い」だけをザックリと手早く知りたい。という人向けに、それぞれの違い、メリットやデメリットを以下の表にまとめてしまいました。

パネルの種類メリットデメリット相性の良い用途
TNTwisted Nematic
  • 製造コストが安価
  • 応答速度が速い
  • 最大240Hzのリフレッシュレート
  • 普及率が高く選択肢に富む
  • 限られた視野角
  • 色再現が良くない
  • ゲーミング
VAVertical Alignment
  • 高いコントラスト比
  • TNより視野角がマシ
  • 144Hzまでサポート
  • 応答速度が遅い
  • 色再現は偏りやすい
  • IPSに劣る視野角
  • 映像鑑賞
IPSIn Plane Switching
  • 優れた視野角
  • 144Hzまでサポート
  • 色再現度が高い
  • 様々な大きさ、形状に適応
  • 製造コストがやや高い
  • 応答速度は遅くなりやすい
  • イラスト製作
  • 写真編集
  • 映像鑑賞

LCD(液晶ディスプレイ)の登場以降、もっとも長い歴史を持つのが「TN」パネルです。しかし、TNパネルは安価に製造できるというメリットとは裏腹に、視野角が限定的で色再現も良くないのでクリエイターや業務用途ではイマイチでした。

IPSとTNでは「視野角」がここまで違う。(Credit

そうしたTNパネルの欠点を補うように、「VA」パネルが登場し、やがて「IPS」パネルも登場した。ただ、それぞれ構造が違うので全ての弱点を克服した万能パネルは未だ存在せず、用途に合わせてパネルを選び分ける必要があります。

用途に合わせてTN、VA、IPSを選び分けよう

ゲーム目的なら、安価に応答速度が優れるTNパネル採用のモニターが最適。高リフレッシュレートに対応した「ゲーミングモニター」と呼ばれるモニターも、そのほとんどがTNパネルを採用している。もちろんIPS採用のゲーミングモニターもあるが…とても高価です。

もっぱら映画やアニメを見るためにモニターを必要としているなら、遮光性に優れているVAパネルがおすすめ。TNと違ってパネルからの光漏れが圧倒的に抑えられているため、「しっかりとした黒色」を出力できる。

さすがに有機ELには敵わないが、TNやIPSを遥かに超えるコントラスト比を実現可能。

VAはTNより遮光性に優れているものの、有機ELは黒色を「消灯」で実現するのでコントラスト比でVAがOLEDに勝つのは原理的に見て不可能です。

イラスト製作やLightroomなどのソフトを使って写真編集をする場合は、色再現に優れているIPSパネルが最適になる。MMORPGなど、競技性が求められないゲームをする場合も、色がキレイなIPSパネルの方がお買い得になりやすい。


というわけで、メリットとデメリットだけを解説すると、アッサリと終わりました。それぞれ特色がハッキリしているので用途が決まって(モニターに何を求めるのか)いれば、パネルを選ぶのは全く難しくないと思います。

初心者もち
FPSゲーマーなら「TN」で、映像重視や色の美しさ重視なら「IPS」なんだね。
自作歴22台のやかもち
そういうこと。イイトコドリを狙うモニターはもちろん存在するが、相応に高価になりがち。

TN / VA / IPSパネルの仕組み

ここからは「いやいや…、原理や構造も一応詳しく知りたいんだが。」という人向けに、なるべく図解も使って分かりやすく解説してみようと思う。「遮光性ってなんだよ。」という疑問も、構造を知ればカンタンな話です。

1. TN(Twisted Nematic)パネル

日本語で「ねじれネマティック液晶」。パソコン用モニターのパネルとして、2018年時点でもっとも普及しているパネルです。その原理は、「ねじれ」という言葉の通り液晶分子が90度ぐるりとねじれる動きを利用しているから。

液晶パネルは光源(バックライト)から発せられる「光」を、偏光フィルタと液晶分子を使って「光の進み方を捻じ曲げること」で光量を調整したりしています(やや端折った解説ですが…)。

TNパネルはこのように、電圧を掛けていない状態だと液晶分子が90度に「ねじれた状態」になっている。そのため、そこを通る光が90度に曲がって、出口の偏光フィルタにピタリとハマって抜けられるのです。

逆に電圧を掛けると、ねじれた状態だった液晶分子たちがまっすぐ整列※して「垂直」になります。こうなると光は一切曲がらずに真っすぐ進み、出口の偏光フィルタにハマらないので抜けられない。結果として「暗く」なるわけですね。

  • 電圧オフ:画面光ります
  • 電圧オン:画面暗くなる

電圧を掛けなければダラダラとバックライト光を垂れ流し状態で、電圧を掛けて液晶分子たちをピシッとさせれば垂れ流しが止まるイメージで覚えておけば良い。なお、TNの特性として完全には垂れ流しを止められない。

※ 完全に垂直にならないので、遮光性がやや悪いです。

そのため、暗い部屋でTNパネルに暗い場面を再生させると白くうっすらとモヤが掛かって「微妙に明るい灰色」になってしまう。原理的にコントラスト比を上げにくいのです。

視野角がダメなわけ

この仕組みを見て直感的に分かると思います。TNパネルから発せられる光は「まっすぐ」飛び出しているため、角度を変えるとパネルから出てくる光をすべて視認できなくなってしまう。だから視野角が狭いのです。

電圧を掛けていない状態で「光り」、電圧を掛けることで「黒」になる。これがTNパネルの特色ということ。そのため、応答速度は「黒 → 白」が遅くなりやすく、逆に「白 → 黒」は非常に速いという特徴も持っている。

それでもTNパネルの応答速度は圧倒的だが、メーカー側は「ぼけ」や「残像」をもっと除去するためにオーバードライブという技術を用いることで、TNパネルを更にゲーマー向けのパネルに仕立て上げています。

オーバードライブは過電圧を印加することで「白 → 黒」への遷移を一瞬で終わらせ、「黒 → 白」への遷移を早めることが可能に。特に「黒 → グレー」への遷移を1ミリ秒レベルまで短縮することも可能なので、「残像」「ぼけ」を大幅に排除してくれる。

ただし、モニターの品質が出やすい部分です。安いモニターにもオーバードライブ機能が搭載されているのは珍しくないが、過電圧が雑でオーバーシュートを引き起こし、色が残像として残ってしまう問題があります。

TNパネルのまとめ
  • 応答速度が非常に速い
  • オーバードライブで更に高速化(製品の質による)
  • 少ないブラー(残像)
  • 120Hz以上をネイティブサポート可能
  • 製造コストが安価
  • オーバードライブで色が残る(製品の質次第)
  • 視野角が悪い
  • 色再現が悪い

低コストで応答速度が短く、高いリフレッシュレートを実現できるパネルなので「ゲーミングモニター」などで多用されています。2~3万円の144Hzモニターは、ほぼTNパネルが採用されているはずです。

ゲーマーは常に画面に対してまっすぐな角度で挑むわけですから、視野角の悪さも問題にならない。そして色再現もそこまでこだわる必要性が無い。むしろ暗所を明るくする機能や、色彩を派手にして視認性を高める機能を進んで使っている。

2018年時点で、TNパネルはゲーマーにとって最高のパネルであり、クリエイターや映像鑑賞には微妙です。

2. VA(Vertical Alignment)パネル

Vertical Alignmentは「垂直」という意味で、TNパネルの欠点の一つであった遮光性を改善するために生まれた技術。仕組み自体はTNと非常に酷似している。

電圧を加えていない状態で、既に液晶分子たちは垂直にピシーッとキレイに整列しています。TNは電圧を加えると整列するが、VAほどキレイに整列しません(液晶分子によって微妙に角度がブレている)。

そのため遮光性が極めて優れており、バックライト光をほとんど通さない。しっかりと締まった黒色を出力できるため、コントラスト比が高くなりやすく映像を見るのに向いている。

なお、VAパネルが誕生した当初は視野角に大きな課題があったものの、現在は液晶分子に4方向の角度をつけて配置することで光の出方を増やす「マルチドメイン」という方法で大幅に改善された。

VAパネルのまとめ
  • TNとIPSを凌駕するコントラスト比
  • TNより改善された視野角
  • 144Hzまでネイティブサポート可能
  • 応答速度がTNに劣る
  • 製品によってはIPSにすら劣る
  • 視認は出来るがコントラスト比と色再現が犠牲になる視野角
  • 色再現に偏りが生じやすい

なんと言ってもVAパネルはコントラスト比がスゴイということに限る。

IPSとVAでこんなに「黒」が違う(Credit

ディスプレイにキレのあるブラック(黒)を求めているなら、VAパネルでほぼ決まりになります。一人で映画やアニメなど、映像鑑賞をする用途に非常に向いているパネルですね。

ただし、視野角についてはTNよりマシとは言えやはりIPSには敵わない。45~50度くらいでコントラスト比と色再現が劣り始めるので、複数人で使うであろうホームシアター用には向かない。

端っこの人だけ劣化した映像を見るハメになりますから…。

3. IPS(In-Plane Switching)パネル

IPSの正式名は「In-Plane Switching」で、日本語的には「平面スイッチ」パネルということになる。名前の通り、IPSパネルの原理はTNやVAと違って、液晶分子をガラス基板や偏光フィルタに対して「水平」に配置する。

液晶分子を垂直に設置しないので、光の方向に制限がほとんどかからない。そのためTNやVAで問題だった「視野角の狭さ」「色再現の低さ」がIPSパネルでは一挙に解決されたのが大きなメリット。

弱点は電圧を加えることで液晶分子が横にクルッと90度回転するため、垂直に傾けるTNやVAと比較して応答速度が劣りやすい。そして液晶分子を水平にしたことで、遮光性が失われています。

IPSとVAでこんなに「黒」が違う(Credit

遮光性が失われた、ということは「黒が弱い」。黒が得意なVAパネルと比較すれば一目瞭然。ホラー映画など暗いシーンが多い映像だと、IPSパネルは画面が白っぽく光るので見づらいですね。

さて、IPSパネル自体の解説はこれで終わりですが。実はIPSパネルは多くのメーカーによって派生型が開発されている。特に代表的なものを以下に軽く紹介しておきますね。

A. 派生型IPSその1:AH-IPS

AH-IPSは「Advanced High-Performance IPS」の略で、開発はLGです。タブレットやモバイル端末向けなどの小型モニター向けに開発されたパネルで、より細かい解像度(ppi、画素密度)を実現可能になった。

AHVAパネルは画素密度の向上に大きく貢献した(画像はRetina Display)

Appleが「Retina Display」と呼んでいるディスプレイも、使っているパネルはAH-IPSです。AH-IPS無しに、Apple端末の美しい映像出力は実現できなかった。

AH-IPSの際立った特徴は以上の通り「画素密度」ですが、小型パネルのために開発された副作用があります。それは様々なサイズのパネルに適合させやすいという「柔軟性」を持っていること。

たとえば、4K解像度(3840 x 2160)や5K解像度(5120 x 2880)といったデカイ解像度を24~27インチの小さな画面サイズに詰め込むのはAH-IPSの得意分野です。他には「21:9」のワイドモニターや、湾曲モニターでもAH-IPSの採用例は多い。

B. 派生型IPSその2:AHVA

AHVAは「Advanced Hyper-Viewing Angle」の略。BenQの子会社である「AU Optronics」(台湾)が開発したパネルです。それにしてもAHVAって…、何も知らなければVAパネルの一種と勘違いしそうなネーミングですね。

さて、特徴はIPSパネルの中ではトップクラスの速度を実現している点でしょう。応答速度は公称値で4ミリ秒(G to G)に達するモノ※もありますし、現行のIPSパネルで唯一「144Hzまでネイティブサポート」しているのも強みです。

※オーバードライブを使った場合です。

つまりAHVAパネルは、美しい映像もリフレッシュレートも両方欲しいと願う…欲張りなゲーマーの需要に応えられる唯一のパネルということになる。唯一の欠点はやはり高いコストに限ります。

TNパネルの144Hzモニターなら2.5~3.0万も出せば手に入るが、IPS(AHVA)パネルの144Hzモニターはまだまだ高い。ザラに5万を超えて10万円すら超えてしまうモニターも珍しくないですね。

IPSパネルのまとめ
  • 上下左右178度までの視野角
  • 優れた色再現
  • 10bitカラーをサポート可能
  • (AHVA限定)144Hzまでネイティブサポート可能
  • VAより速い応答速度
  • 小型パネルから湾曲モニターまで、柔軟な適合性
  • TNと互角の応答速度を目指すとコストが高くなる
  • 遮光性が低いので「黒」がどうしても弱い

色再現度が高く、視野角に優れるためクリエイターや医療業務に最適なパネル。応答速度も着々と改善が続けられ、TNほどではないがゲーミングにもそこそこ使えるパネルになっている。

FPS / TPSゲーマーにはTNの方が安く高いリフレッシュレートを得られるのでコスパ的にそちらがオススメだが、MMORPGなどリフレッシュレートはあまり必要なくて画質優先なゲームならIPSの方が美味しいところは多い。

欠点は黒の弱さ。引き締まった黒を求めているならIPSは向かない。もっぱら映画やアニメの観賞用のためにモニターが欲しいというなら、VAパネルの方が適任です。

PC用モニターの液晶パネルまとめ

2018年時点で、パソコン用モニターやディスプレイで多用されているパネルは全部で3種類。

  • TN(ねじれネマティック液晶)
  • VA(垂直液晶)
  • IPS(平面スイッチング液晶)

それぞれ電圧の加え方で液晶分子がどのように動くのかによって、その特性を生み出していることがよく分かりました。

トップスピードの「TN」パネル

電圧オフで「光り」、電圧を与えると「暗く」なるのがTNパネルの特徴でした。電圧を与えると黒くなるので「白 → 黒」の応答速度はとにかく速く、「黒 → 白」はやや遅い。

それでもオーバードライブといった技術革新で着実に応答速度は全てのパネルの中で「最速」に達し、120Hz以上のリフレッシュレートをネイティブサポート可能になったことで、その立ち位置を揺るぎないものにした(最大240Hz)。

165Hz以上のモニターはTNパネルの独占状態。もちろん144Hz前後のモニター市場でも、価格の安さでTNパネルは圧倒的です。

最高にブラックな「VA」パネル

電圧オフで「暗く」、電圧を与えると「光る」のがVAパネル。TNと違って液晶分子が完全にピシッと垂直に並んでいるため、全ての液晶パネル方式で最高の遮光性を実現している。

TNやIPSがせいぜい「1000:1」のコントラスト比なのに対して、VAパネルは「3000:1」ぐらいは軽く実現可能。特にAU Optronicsが製造する「AMVA」パネルは「5000:1」すら実現可能で、しかも応答速度が改善されています。

更に、その後登場したSharp製の「MVA」パネルによって120Hzを超えるリフレッシュレートをネイティブサポート可能になった。2018年時点では144Hzまでネイティブサポートしているようです。

ただし、視野角の問題でVAパネルを採用したゲーミングモニターはとにかく「湾曲」タイプが多い。湾曲か平面か、ここは好みの出るところだろう。

とにかく色が美しい「IPS」パネル

電圧オフで「暗く」、電圧を与えると「光る」のはVAと同様。違いは液晶分子を垂直にせず、水平に寝かせて配置していること。

光の方向に制限を掛けないので、上下左右で178度の視野角と優れた色再現を実現した。現在のIPSパネルは更に10bitカラーをサポートする製品もあり、色の美しさに関してはTNとVAはまず勝てない。

そして色だけでなく速度に関しても、TNには敵わないがVAは圧倒しつつある。AU Optronicsが開発した「AHVA」のおかげで最大144Hzまでネイティブサポート可能になったことは非常に影響が大きい。

残る課題はコストだけだが、今後の技術革新とユーザーがどこまで「色もキレイで応答速度も速いイイトコドリモニター」を求めるのか次第。それともう一点「黒の弱さ」。これは原理的にどうしようもない。


というわけで以上「液晶パネルの違いまとめ:TN / VA / IPSのメリットと弱点」について解説しました。それぞれの長所と弱点を理解して、自分にとって一番最適な液晶パネルを選び分けてください。では~。

追記:応答速度について図解記事を書きました。
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15 件のコメント

  • 最初の方でVAパネルは120hzまでと書いてありますが144hzにした方がいいのでは?144hzの製品も出てますし

  • 家庭用ゲーム機(PS4・スイッチ)だとどれが良いのでしょうか
    応答速度はあまり求めてないのでVAかIPSかなと思うんですけどどちらが良いのか・・・

  • 詳しい解説ありがとうございます。
    IPS を選んでおけば大丈夫だろうと思って液晶ディスプレイを買いました。視野角の広さは満足していますが、黒の表現力の低さから映画などを見るときは不満でした。
    今回の記事で分かりました。
    映画などを観るときは VA の方がよかったんですね。
    分野とサイズ別のおすすめディスプレイが分かるとありがたいです。
    写真加工とかだと EIZO の高いのを選んでおけば間違いないのでしょうが、手が出なくて。
    EIZO に引けをとらないディスプレイがあればいいなぁとばくぜんに思っています。

    • ぼくも最近までは「IPSは色が綺麗。」という知識しか無かったので、今使ってるIPSモニターで映画を見る時に不満しています…w
      とにかくホラー映画がツライ。ちなみに海外ではIPSパネルの「薄い黒色」のことを「IPS Glow」と呼ぶそうです。

      • 最近のはディスプレイが多機能で設定細かくできるので大抵気にならないと思う。
        寧ろ黒すぎると見えなさすぎませんか?ホラーでも少し白っぽいほうが細かいところ見れて好きなのですがSmartInsightとかあればハッキリとした黒のほうが楽しめるのでしょうか?

  • 32GK850F-Bを購入予定の者です
    このモニタの仕様を見ると上記で書かれてるデメリットある程度
    補えてる様にも見えますが…
    今現在IPSを使ってます。VAに代えたら劣ってる感が出るのでしょうか?

    • いろいろと調べました…。

      AU Optronics製の「AMVA」パネルを採用しているモニターです。
      値段が9万円超と高い通り、品質はかなり高いモニター。特徴は以下の通り。

      ・標準でもっとも標準的な色空間「sRGB」を100%弱カバー

      ・応答速度は立ち上がり(黒 → グレー)こそ遅いが、それ以外は速い(公称値の5msほどではない)
      ・165HzまでOCすると、恐らく暗い残像が目立つ可能性が高い(応答速度がリフレッシュレートに追いついていないため)
      ・よって、実用上は144Hz + G-SYNCがベストになるかと

      ・3000:1に迫る優れたコントラスト比(IPS、TNの3倍強)
      ・VAパネルとしては優秀な視野角
      ・十分な輝度(むしろ標準設定だと明るすぎるかも)

      現在使っているIPSモニターがどれだけの色域をカバーしているかによりますが、32GK850F-Bに乗り換えて後悔する点はかなり少ないと思います。

  • グレア、ノングレアの違いも何気に重要(最近だとハーフグレアとかありますが)
    ノングレアは映り込みが軽減されてはいるものの、画面全体が白っぽく見えるんですよね
    特に黒い箇所だと目立つので、暗い表現が多いゲーム(ホラーとかダークなファンタジーとか)や映画鑑賞目的だと気にした方がいいかと
    (映り込みがない事が前提の)視認性や雰囲気より利便性重視ならノングレア一択ですが(配置の都合とかありますし)

    …それにしても最近のモニタはやたら安いw

  • 各社独自のパネル方式が本当によくわからないので少しでも載せてあるのはうれしい。
    店員に聞いたら売り物でも知らないと言われるし・・・

    所でEIZOや他のサイトのを見るとオーバードライブは中間階調の応答速度を白黒間にする、上げる技術と前に見ました。他にもあるけれど「ぼけ」や「残像」が出るのはTN、VAはIPSに比べて黒白以外の中間階調の応答が遅い為起こるらしいですが、その認識で合ってるでしょうか?TNの説明見てたらなんか白黒グレーだけのような感じでしたので・・・

    • < 黒白以外の中間階調の応答が遅い為起こるらしいですが、その認識で合ってるでしょうか?

      それで合っていると思います。公称値で5ミリ秒を謳うモニターでも、リフレッシュレートを上げていくと残像が目立つようになる現象があります。
      これは「黒 → グレー50」や「グレー50 → グレー150」など、中間色の応答速度だけ遅いことに起因しています。

      仮にリフレッシュレートが144Hzの場合、応答速度は6.944ミリ秒を下回る必要がありますが…中間色の応答速度だけ10~15ミリ秒だったりすると残像が。

      たとえば、この画像は分かりやすいです。立ち上がりが遅いVAパネルで、リフレッシュレートを引き上げると逆に残像が長くなってしまった例ですね。

      < TNの説明見てたらなんか白黒グレーだけのような感じでしたので

      確かに階調ごとの応答速度について触れていなかったので、追記するか別記事を作る予定です。

  • 「応答速度=ラグ」と勘違いしている人が多いので
    それの説明もあったほうがいいかと思います
    一般的にTNパネルは画面出力のラグが他より少なくゲーム向けですね

    • うん?関連記事にそういえばないですね、前にやかもちさんが書いた『モニターを選ぶ時に知っておきたい「応答速度」の解説』ってのがありますよ。
      低コストとリフレッシュレートが他より高いから色、残像とか気にしなければTNがやっぱり最強ですね、リフレッシュレートで応答速度とか弾の多さとかやっぱ関係してくる・・かな?
      でも正直1グラボだとそこまでfpsだせるもの少ないですし、144Hzだせるならコスト度外視で考えれば綺麗なIPSが私は好きです。というか残像とか汚い色出てて敵の発見とかできるものなのでしょうか。

  • モニターって大きいサイズが多いですよね
    こちらは大きいサイズのモニターを置く場所が無いので、
    でもゲームやりたいのでなるべく小さく、フルHD・G-sync対応のモニターが欲しいのですが
    それに見合うモニターってありますか?できればご教授お願いします。

  • モニタを選ぶ時に何を基準にしたらいいのかサッパリだったので助かります。

    IPSは原理的に遮光性に劣るということですが、それを多少なりとも改善しようという動きや技術はないのでしょうか?

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