시간 다중 광학 셔터

Time-multiplexed optical shutter

TMOS(Time Multiplex Optical Shutter)는 유니픽셀 디스플레이가 개발, 특허, 상용화한 플랫 패널 디스플레이 기술로 TIR(Total Internal Reflection)과 TIR(FTIR)의 좌절, 필드 시퀀셜 컬러 생성(FSC)의 원리를 기반으로 한다.이러한 기능의 조합에 의해, 휴대 전화, 텔레비전, 신호 [1][2][3]시스템등의 애플리케이션에 적합합니다.

구성 요소들

TMOS 디스플레이 시스템은 하위 시스템 그룹으로 구성됩니다.

  • 조명 시스템; 색 생성은 기존의 삼자극 모델을 기반으로 하므로 시스템은 빨간색, 녹색 및 파란색 LED 그룹으로 구성됩니다.
  • 고품질 광학 유리의 라이트 가이드.조명 시스템은 모서리 중 하나에 부착되어 있고, 나머지 세 모서리는 반사광을 가이드 내부에 유지하기 위해 거울로 덮여 있습니다.
  • 개별 픽셀 레벨에서의 드라이브 제어, 시스템의 각 픽셀에 대한 광학 셔터로서 기능하는 단순한 가변 캐패시터 아키텍처.캐패시터는 2개의 도전성 평행 평면으로 구성됩니다. 즉, 라이트 가이드 상의 투명 도체와 활성층 내부에 배치된 얇은 연속 도전성 재료 층입니다.
  • Opcuity 활성층, TMOS 기술의 특징적인 부분입니다.베이스 캐리어 필름, 도체 및 디스플레이 시스템의 광출력 성능을 정의하는 마이크로 광학 구조를 포함합니다.이러한 구조는 도광판을 향하고 있으며 픽셀마다 수백 개가 있을 정도로 작습니다.그 중에서.
  • 드라이브 컨트롤 회로 시스템.초기 프로토타입에는 모든 제어 로직이 FPGA 프로세서에 프로그래밍되어 있습니다.

TMOS 유닛은 도광체, 투명 도전층, TFT 구조체 및 도전층을 포함한 Opcuity 활성층 순으로 배치된다.

조작 원리

  1. 조명 시스템은 주기적으로 빨간색, 녹색 및 파란색 빛을 방출하며, 각 색상의 주기가 동일한 시간 동안 매우 높은 주파수로 반복됩니다.
  2. 이 색상의 빛은 가이드 라이트 안으로 들어오며, 미러링된 가장자리는 지속적인 TIR 반사를 일으켜 라이트 가이드 내에서 매우 균일한 빛 에너지를 생성합니다.
  3. 광선은 임의의 픽셀 영역에서 콘덴서의 두 도전층 사이에 전압 차이가 생길 때까지 라이트 가이드에 갇힙니다.이 경우 두 전도성 평면이 쿨롱 유인을 통해 서로를 끌어당깁니다.
  4. Opcuity 활성층은 TMOS의 유일한 이동 부분이며 라이트 가이드에 닿을 때까지 아래로 당겨집니다.그런 다음 특정 픽셀이 활성화되고 FTIR(Total Internal Reflection)의 현상으로 인해 해당 픽셀을 통해 빛이 빠져나갑니다.
  5. 전압 차이가 사라지면 활성층이 초기 위치로 돌아가고 조명이 다시 라이트 가이드에 갇힙니다.

2개의 도전층이 접촉하고 있는 경우는, 픽셀이 열려 있거나 액티브(ON)하다고 합니다.이 층이 분리되어 있는 경우는, 픽셀이 닫히거나 비활성(OFF)이라고 합니다.전하의 지속 시간은 셔터가 열리거나 닫히는 시간을 결정합니다.영상 표시를 생성하려면 이전 프로세스가 각 픽셀에 고유합니다.색 생성은 필드 시퀀셜 컬러(FSC) 시스템을 기반으로 합니다.

색채 생성

종래의 디스플레이에서는, 3 개의 부분 픽셀을 사용하고 있었습니다.각 픽셀은, 3 개의 점(빨강, 파랑, 초록)의 강도를 서로 다른 것으로 표시해, 인간의 눈이 1 개의 색으로 인식합니다.이 기술은 공간적 가법 색상을 활용합니다.그러나 TMOS 기술은 시간적 가법 색상을 기반으로 하며, 인간 시각 시스템의 시간적 분해 능력을 활용합니다.적색, 녹색 및 청색 빛의 폭발은 인간의 눈이 단 한 가지 색상만 인식할 수 있을 정도로 높은 주파수로 방출됩니다.각 버스트의 지속 시간이 다르면 다양한 색상이 생성됩니다.

TMOS에서는 각 버스트의 발광 지속 시간은 3가지 색상으로 동일하지만 각 픽셀이 개방 또는 폐쇄된 상태로 유지되는 시간은 TFT 충전량(활성층이 도광판에 접촉하는 시간)에 의해 제어되는 총 시간의 비율에 불과합니다.따라서 각 색상의 픽셀은 각 색상의 버스트에 대해 각 픽셀이 열린 상태로 유지되는 정확한 시간을 조합하여 생성됩니다.

조합에 따라 100만 가지 색상을 만들 수 있습니다.예:

흰색으로 표시하기 위해 픽셀은 각 버스트에 대해 전체 시간의 100%를 열어두고 검은색의 경우 픽셀은 전체 시간 동안 닫혀 있습니다.: 회색으로 만들려면 픽셀이 각 버스트에 대해 전체 시간의 절반을 활성화해야 합니다(세 가지 구성요소의 값이 같으면 회색으로 표시됩니다).
빨간색으로 만들려면 파란색 및 녹색 버스트 중에 픽셀을 닫아야 합니다. 픽셀이 열려 있는 빨간색 주기의 백분율은 빨간색의 음영을 결정합니다.

일반적인 기능

  • 휘도: 1400 cd/m2 (12.1인치 디스플레이, 176° 시야각, 13.2와트)30와트에서도 3.430cd2/m의 값을 얻을 수 있다.
  • 야간 시야:빨간색 LED는 독립적으로 제어되므로 야간 시력 호환을 위해 적외선 필터를 추가할 필요가 없습니다.
  • 해상도: TMOS는 실현 가능단세포 픽셀 구조로 인해 1⁄4 mm 도트 피치.
  • 시야각:25° × 12°(왼쪽 12.5°, 오른쪽 12.5°, 위쪽 6°, 아래쪽 6°)만큼 더 좁은 조향 광학 각도가 확보될 수 있습니다.
  • 그레이 레벨: 특수 내장 시스템의 경우 24비트 또는 36비트.단색 적외선의 그레이 레벨은 원색 그레이 스케일의 3배입니다.
  • 조광 범위: 34 dB
  • 비디오 기능: 60 프레임/초
  • 충격 및 진동: TMOS는 가해지는 힘이 개별 픽셀이 아닌 전체적으로 분산되기 때문에 작동 중 기계적 스트레스에 대한 내성이 중요합니다.활성층의 낮은 질량과 적층 구조는 공명 및 모드를 완화합니다.
  • 평균 고장 간격:TMOS 기술에서 가장 먼저 고장날 것으로 예상되는 구성 요소는 조명 시스템입니다.LED는 보통 연속 동작 시 100,000시간의 MTBF를 가집니다.TMOS는 1⁄3 듀티 사이클에서 LED를 사용하기 때문에 최대 예상 MTBF는 300,000시간입니다.

이점

TMOS 기술은 LCD, 플라즈마, OLED와 같은 다른 인기 기술에 비해 많은 이점을 제공합니다.

심플성:심플한 TMOS 구조는 다른 대부분의 이점을 가져옵니다.TMOS에서는 LCD의 5개 층이 1개만 됩니다.이를 위해서는 제조공정이 심플해지고 퍼포먼스가 향상됩니다.
에너지 효율: TMOS는 LCD보다 10배 효율이 뛰어납니다.LCD에서는 에너지 입력의 5~10% 미만이 빛 출력으로 전송되는 반면 TMOS에서는 에너지의 61%가 전송됩니다.소비전력이 낮기 때문에 TMOS는 배터리 구동 어플리케이션에 매우 적합합니다.
저비용:TMOS의 단순한 구조 덕분에 제조 공정이 단순해지고 총 비용이 절감됩니다.TMOS 디바이스는 다른 디바이스보다 60% 저렴합니다.
뛰어난 콘트라스트와 휘도: TMOS 디스플레이 시스템은 LCD(2500:1) 및 기타(700:1)에 비해 10 % 더 선명한 화상과 뛰어난 콘트라스트비(4500:1)를 실현합니다.
평균 고장 간격: TMOS의 수명은 OLED 10,000시간, 플라스마 디스플레이 30,000시간, CTRS 40,000시간, LCD 10,000시간을 극복하고 30,000시간을 달성할 수 있습니다.
확장성: 확장성 유연성 또한 중요한 특징입니다.TMOS는 최대 110인치까지 다양한 구성과 크기를 지원할 수 있는 최초의 테크놀로지입니다.지금까지 OLED는 20인치, LCD 54인치, 플라즈마는 72인치였다.
다양한 응용 프로그램:기존 디스플레이에는 모바일용 OLED, 텔레비전용 플라즈마, 컴퓨터용 LCD 등 특정 용도가 있습니다.확장성 덕분에 TMOS는 모바일, 텔레비전 및 컴퓨터 디스플레이에 적합합니다.

단점들

가장 큰 단점은 매우 빠른 속도의 필요성입니다. 부족하면 무지개 효과가 순식간에 나타날 수 있습니다.

장래의 전개

향후에는, 그러한 화면의 효율과 기능을 향상시키는 것을 목표로 하고 있습니다.이러한 개선 사항 중 일부는 새로운 가이드 라이트 재료, 폴리카보네이트 또는 플렉시블 폴리머, LED 영역 확대입니다.또 TFT 구조가 없어지고 심플 매트릭스라는 스트라이프(행과 열) 시스템이 개별 픽셀 제어를 제공한다.

TMOS 디스플레이에 대해 다음 기능을 조사 중입니다.

디스플레이 두께의 최대 20배까지 곡률 반경을 허용하는 유연성이러한 특징에 의해, 포토 리얼한 이미지의 작성, 아이맥스 화면처럼 시청자를 둘러싸는 「홈 시어터」의 개발이 가능하게 됩니다.
밝은 햇살 아래에서도 읽기 쉬우므로 도로 표지판이나 고속도로 표지판, 무역 박람회 등에 사용할 수 있습니다.
투명성, 디스플레이는 투명한 후면을 가질 수 있으므로 내부에서 창으로, 외부에서 디스플레이로 사용할 수 있다.

레퍼런스

  1. ^ 래리 F.Hodges, "Time-Multiplexed Stereoscopic Computer Graphics", IEEE 컴퓨터 그래픽스 1992년 3월/4월 (vol. 12 no. 2) 페이지 20-30 DOI 북마크:
  2. ^ Achintya K. Bhowmik; Zili Li; Philip J. Bos (31 July 2008). Mobile Displays: Technology and Applications. John Wiley & Sons. pp. 281–. ISBN 978-0-470-99463-4.
  3. ^ IEEE 컴퓨터 협회

외부 링크

  1. 유니픽셀 웹