대만 Innolux, VR용 2117ppi 초고해상도 4K LCD 디스플레이 개발

(2023년 10월 25일 뉴원) 가상 현실 디스플레이 기술은 해상도와 픽셀 밀도가 지속적으로 증가하면서 빠르게 발전하고 있습니다. 현재 소비자 VR 헤드셋의 최대 해상도는 약 1200PPI에 불과하지만 Innolux 연구원들은 2117PPI의 초고해상도 4K LCD 디스플레이를 개발하고 있습니다.

Innolux는 새로운 연구 논문에서 PPI가 2117인 디스플레이를 소개했습니다. 이를 통해 VR 시각적 경험이 스크린 도어 효과를 없애고, 디테일이 매우 명확해 몰입감을 크게 향상시킨다고 연구팀은 주장한다.

그러면 이렇게 작은 픽셀로 디스플레이를 만드는 것은 생산 장비의 한계를 넘어서기 때문에 엔지니어링 측면에서 어떻게 수행합니까? 리소그래피의 한계를 해결하기 위해 팀은 픽셀 크기와 간격을 최적화하는 영리한 하위 픽셀 렌더링 기술과 알고리즘을 구현하여 하위 픽셀 크기를 6.0μm × 12.0μm로 늘렸습니다. 도 1에 도시된 바와 같이. 그림 (a)와 (b)를 비교하면 그림 (b)가 가로 방향으로 더 큰 픽셀 간격을 가지고 있음을 알 수 있습니다.

그래서 수평 치수에서는 원래 구성 요소의 너비와 간격이 더 넓어질 수 있으므로 선 너비와 줄 간격의 생산 한계인 1μm를 초과합니다. 이를 통해 팀은 필요한 라인/공간 폭을 달성하고 초고해상도 2117 PPI LCD를 생산할 수 있었습니다.

그러나 픽셀 밀도만으로는 성능을 보장할 수 없습니다. 그래서 연구진은 각 픽셀 내에서 많은 공간을 차지하는 부피가 큰 TFT로 인해 발생하는 개구율 문제를 해결했습니다. 세심한 설계와 공정 개선을 통해 TFT 크기를 줄이고 개구율을 약 19%로 최적화하는 동시에 빛 투과율과 밝기를 대폭 향상시켰습니다.

그런 다음 그들은 작은 픽셀의 엄격한 제약 내에서 더 높은 액정 효율을 달성하기 위해 ITO 전극을 더욱 교묘하게 최적화하여 광 처리량을 무려 70%까지 늘렸습니다. 동시에 연구진은 광학 차폐층을 통해 넓은 시야각에서 색상 변화를 제거했습니다.

해상도가 확장됨에 따라 중요한 문제는 그에 따른 전력 소비의 기하급수적 증가입니다. 이노룩스는 이 문제를 해결하기 위해 기능 요구사항의 에너지 공급 수준에 맞는 이중 전압 구동을 구현하여 많은 에너지를 절약했습니다. 또한 구동 주파수를 낮추고 혁신적인 회로 아키텍처를 구현하고 기생 정전 용량을 줄이는 등의 다른 전략도 전력 요구 사항을 줄여줍니다.

LCD이기 때문에 해상도가 높아질수록 OLED 디스플레이에 버금가는 높은 다이내믹 레인지와 명암비를 구현하는 것은 여전히 ​​과제입니다. 여기서 미니 백라이트의 통합이 핵심 요소가 됩니다. 높은 색 순도, 좁은 방출 스펙트럼 및 양자점 색 변환은 색 영역을 확장하고 DCI-P3 표준을 완전히 포괄합니다. 로컬 디밍은 밝은 것과 어두운 것 사이의 전환을 선명하게 합니다. 추가적인 백라이트 혁신으로 인해 VR 웨어러블에 이상적인 0.9mm의 믿을 수 없을 정도로 얇은 부품이 탄생했습니다.

학제간 디스플레이 발전의 최종 결과물은 2117 PPI의 2.56인치 4K x 4K LCD입니다. 팀은 VR 사용자에게 뛰어난 시각적 세부 묘사와 몰입감을 제공한다는 점을 언급하면서 그들의 성과가 "업계 최초"라고 주장합니다. 그런데 이것이 디스플레이 산업과 VR 시장에 어떤 의미를 갖는가?

최근 몇 년 동안 LCD 기술은 특히 고급 시장에서 MicroLED 및 MicroOLED와의 치열한 경쟁에 직면해 있습니다. Innolux의 프로토타입은 LCD가 여전히 경쟁사의 성능과 일치하거나 심지어 능가할 수 있는 매우 실행 가능한 옵션이 될 수 있음을 보여줍니다. 신기술의 높은 가격에 비해 LCD는 보다 주류의 고급 솔루션을 제공할 수 있습니다.

물론 Innolux는 세련된 디자인에 필요한 컴팩트한 형태 매개변수 측면에서 마이크로디스플레이가 여전히 장점을 갖고 있다는 점을 인정합니다. 그러나 연구자들은 각 기술이 서로 다른 영역에 사용될 수 있다고 믿습니다. 해상도, 다이내믹 레인지, 픽셀 응답 속도 측면에서 LCD에는 여전히 혁신의 여지가 많습니다.

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더 몰입감 있고 시각적으로 풍부한 VR 경험에 대한 소비자 수요가 계속 증가한다면 디스플레이는 빠르게 진화해야 합니다. Innolux의 2000+ PPI LCD 디스플레이는 미래 디스플레이를 향한 잠정적인 단계입니다. 이는 현재 달성 가능한 것을 확장하고 우리를 진정한 메타버스에 더 가깝게 만듭니다. 그러나 물론 이것은 앞으로 나아갈 긴 여정의 작은 이정표일 뿐입니다.

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