Time- мультиплексированный оптический затвор

Оптический затвор с мультиплексированием по времени (TMOS ) - это технология плоских дисплеев, разработанная, запатентованная и коммерциализированная Uni -Pixel Displays, Inc. TMOS основана на принципах полного внутреннего отражения (TIR), расстройства TIR (FTIR) и генерации последовательных цветов ( FSC). Такое сочетание функций делает его подходящим для таких приложений, как мобильные телефоны, телевизоры и системы сигнализации.

• 1 Компоненты
• 2 Принцип работы
• 3 Генерация цвета
• 4 Общие характеристики
  • 4.1 Преимущества
  • 4.2 Недостатки
• 5 Будущие разработки
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Система отображения TMOS состоит из группы подсистем

• подсветки система; Генерация цвета основана на традиционной трехцветной модели, поэтому система состоит из группы красных, зеленых и синих светодиодов
• a Световод из высококачественного оптического стекла. Система освещения прикреплена к одному из его краев, а три других края покрыты зеркалами для удержания отраженного света внутри направляющей.
• управление приводом на уровне отдельных пикселей, простой переменный конденсатор архитектура, которая работает как оптический затвор для каждого пикселя в системе. Конденсатор состоит из двух проводящих параллельных плоскостей: прозрачного проводника на световоде и тонкого непрерывного слоя проводящего материала, помещенного внутри активного слоя.
• Активный слой Opcuity, характерная часть технологии TMOS. Он включает в себя базовую несущую пленку, проводник и микрооптические структуры, которые определяют светоотдачу системы отображения. Эти структуры обращены к световоду и их настолько малы, что на каждый пиксель приходится сотни. из них.
• Схема системы управления приводом. В исходном прототипе вся логика управления запрограммирована в процессоре FPGA.

Блок TMOS организован как набор слоев, размещенных поверх другого в следующем порядке: световод, прозрачный проводящий слой, структуру TFT и активный слой Opcuity, который включает в себя проводящий слой.

1. Система освещения периодически излучает красный, зеленый и синий свет, каждый цвет циклически повторяется в течение равного периода времени. на очень высокой частоте.
2. Цветной свет проникает внутрь направляющего света, зеркальные края вызывают непрерывные ПВО отражения, производящие очень однородную световую энергию внутри света
3. Свет задерживается в световоде до тех пор, пока между двумя проводящими слоями конденсатора в любой области пикселя не будет создана разность напряжений . Когда это происходит, две проводящие плоскости притягиваются друг к другу посредством кулоновского притяжения .
4. Активный слой Opcuity является единственной движущейся частью TMOS, и он тянется вниз, пока не коснется световода. Затем активируется конкретный пиксель, и свет выходит через него из-за явления нарушения полного внутреннего отражения (FTIR).
5. Когда разница напряжений исчезает, активный слой возвращается в свое исходное положение, и свет снова улавливается в световоде.

Когда два проводящих слоя находятся в контакте, говорят, что пиксель открыт или активен (ВКЛ), когда слои разделены, тогда пиксель закрыт или неактивен ( ВЫКЛ). Продолжительность заряда определяет время, в течение которого заслонка открыта или закрыта. Для создания дисплеев изображений предыдущий процесс специфичен для каждого пикселя. Генерация цвета основана на системе последовательных цветов полей (FSC).

В традиционных дисплеях используется трехчастный пиксель, каждый пиксель создается путем отображения трех точек разной интенсивности (красных, синих и зеленых), расположенных так близко друг к другу, что человеческий глаз воспринимает их как один цвет. В этой технике используется пространственный аддитивный цвет. Однако технология TMOS основана на временном аддитивном цвете, она использует временную разрешающую способность человеческой зрительной системы. Всплески красного, зеленого и синего света излучаются с достаточно высокой частотой, чтобы человеческий глаз воспринимал только отдельные цвета. Разная длительность каждой серии создает разные цвета.

В TMOS длительность излучения каждого пакета одинакова для трех цветов, но время, в течение которого каждый пиксель остается открытым или закрытым, может составлять только процент от общего времени, контролируемого количеством TFT заряд (время, в течение которого активный слой находится в контакте со световодом). Следовательно, каждый цветной пиксель генерируется, комбинируя точное время, в течение которого каждый пиксель остается открытым для каждой цветовой синхронизации.

В зависимости от комбинации можно создать миллион цветов. Например:

Чтобы получить белый, пиксель остается открытым 100% от общего времени для каждой серии, а для черного каждый пиксель закрыт все время.: Для создания серый, пиксель должен быть активным половину общего времени для каждого пакета (когда три значения трех компонентов равны, создается серый цвет)

Чтобы создать красный, пиксель должен быть закрыт во время синей и зеленой вспышки, процент красного цикла, в котором пиксель открыт, определяет оттенок красного.

• Яркость : 1400 кд / м в 12,1 -дюймовый дисплей с углом обзора 176 ° при 13,2 Вт. Даже он может достигать значений 3,430 кд / м при 30 Вт.
• Ночное видение : поскольку красный светодиод управляется независимо, нет необходимости добавлять какой-либо инфракрасный фильтр для достижения ночного видения. совместимость со зрением.
• Разрешение : TMOS может достигать шага точки ⁄ 4 мм благодаря своей одноклеточной структуре пикселей.
• Угол обзора : без дополнительной управляющей оптики Может быть достигнуто 25 ° × 12 ° (12,5 ° влево, 12,5 ° вправо, 6 ° вверх, 6 ° вниз).
• Уровни серого : 24 бита или 36 бит для специальных встроенных систем. Уровни серого для монохроматического инфракрасного излучения в три раза превышают шкалу серого основного цвета для видимых операций.
• Диапазон затемнения : 34 дБ
• Возможности видео : 60 кадров / секунду
• Удары и вибрация : TMOS обладает важной устойчивостью к механическим нагрузкам во время работы, поскольку приложенные силы распределяются глобально, а не локально на отдельные пиксели. Малая масса и многослойная структура активного слоя смягчают резонансы и моды.
• Средняя наработка на отказ : первый компонент, который, как ожидается, выйдет из строя в технологии TMOS, - это система освещения.. Среднее время наработки на отказ светодиодов обычно составляет 100 000 часов при непрерывной работе; поскольку TMOS использует светодиоды с рабочим циклом ⁄ 3, максимальное ожидаемое время наработки на отказ составляет 300 000 часов.

Преимущества

Технология TMOS предлагает множество преимуществ по сравнению с другими популярными технологиями, такими как LCD, плазма и OLED.

Простота . Простая структура TMOS дает большинство других преимуществ. Пять слоев ЖК-дисплея в TMOS становятся только одним. Это предполагает более простой производственный процесс и увеличивает производительность.

Энергоэффективность : TMOS в десять раз эффективнее ЖК-дисплея. В ЖК-дисплее менее 5–10% входящей энергии передается в виде светового потока, в то время как в TMOS передается 61% энергии. Низкое энергопотребление делает TMOS идеальным для приложений с батарейным питанием.

Низкая стоимость : Благодаря простой структуре TMOS производственный процесс становится проще, а общая стоимость ниже. Устройства TMOS могут быть на 60% дешевле, чем другие.

Хорошая контрастность и яркость : системы отображения TMOS производят на 10% больше ярких изображений и с лучшим коэффициентом контрастности ( 4500: 1) по сравнению с ЖК-дисплеем (2500: 1) и другими (700: 1)

Среднее время наработки на отказ : срок службы TMOS может достигать 300000 часов, преодолевая 10000 часов OLED, 30000 плазменных дисплеев, 40000 часов CTRS и 100 000 часов LCD.

Масштабируемость : Гибкость масштабирования - еще одна важная характеристика. TMOS - первая технология, способная поддерживать различные конфигурации и размеры до 110 дюймов. До сих пор OLED достигал 20 дюймов, LCD 54 дюйма и плазменный 72 дюйма.

Разнообразие приложений : Традиционные дисплеи имеют определенные приложения: OLED для мобильных устройств, плазменные панели для телевидения и ЖК-дисплеи для компьютеров. Благодаря масштабируемости TMOS будет подходить для мобильных, телевизионных и компьютерных дисплеев.

Недостатки

Главный недостаток - необходимость очень высокой скорости ; если этого недостаточно, при моргании может появиться эффект радуги.

В будущем он нацелен на повышение эффективности и улучшение характеристик таких экранов. Некоторые из этих улучшений будут включать новый материал для направляющего света, поликарбонат или гибкий полимер, а также увеличение цветового охвата светодиода. Более того, структура TFT будет удалена, а система полос (строк и столбцов) под названием Simple Matrix обеспечит индивидуальное управление пикселями.

Следующие характеристики дисплеев TMOS исследуются:

Гибкость, позволяющая радиус кривизны в 20 раз больше толщины дисплеев. Эта характеристика позволит создавать фотореалистичные изображения, разрабатывать «домашние кинотеатры», которые окружают зрителя, например, IMAX экраны.

Читаемость при ярком солнечном свете, поэтому их можно использовать для дорожных знаков, выставок и т. д.

Прозрачность, дисплеи могут иметь прозрачную заднюю часть, поэтому их можно использовать как окна изнутри и как дисплеи снаружи.

1. Web of Unipixel