画素設計・光学解析

画素設計・光学解析

■画素設計における課題

　 ジーダットでは、画素設計における次の設計課題についてソリューションをご提案しています。

　１．高精細化が進み、画素はミクロン（可視光波長）サイズであること

• 光線追跡で再現できない回折・干渉も考慮が必要
• 外部入射光による「虹見え」などの新たな問題が発生する

　２．要求規格の高度化

• HDR、色域拡張対応への必要性

　３．インセル機能の高度化で画素構造が複雑化

• 特性の最適化が困難

　４．高精細化、高速応答要求、低消費電力の要求で寄生容量最小化が必要

• 光学特性と容量低減のトレードオフ設計が必要となる

●設計課題１．高精細化が進み、画素はミクロン（可視光波長）サイズであること

• 光線追跡で再現できない回折・干渉も考慮が必要
• 外部入射光による「虹見え」などの新たな問題が発生する

●Jedatのソリューション

光を電磁場の時間変化と見なして計算するFDTDソルバにより、見落としなく計算が出来ます。
発光部の積層薄膜や画素内微細（ナノインプリント）構造、積層光学フィルム部材を入力することができ、回折、干渉、モード光・迷光、斜め伝播光、視角によるカラーシフトなどを計算できます　　また、外部入射光の内部干渉も解析できます。

ただし、メモリ・計算時間の制約で、全範囲をFDTD計算することは不可能です。
これを実現するためには、ミクロ事象およびマクロ事象の複合解析が求められますが、ジーダットではExpertOLED  + ExpertRT の2つのソルバで情報を交換し合い、シームレスに計算できるハイブリッド光学シミュレーション環境をご提供しています。

●設計課題２．要求規格の高度化

• HDR、色域拡張の必要性

●Jedatのソリューション

コントラスト・色域解析の機能を提供します。色域を狭める色濁りの原因は、隣接画素への光漏れや隣接画素への電流クロストークが考えられます。これらを計算し、正面や斜めからの色シフトを計算することで改善策を検討することが可能です。部材や構造の改善による表示色域拡大の方法を検討することができます。

●設計課題３．インセル機能の高度化で画素構造が複雑化

• 光学特性の最適化が困難

●Jedatのソリューション

液晶層と光学フィルムを透過した後の透過率・視野角・色特性を正確に予測するために、複雑化した液晶画素形状を正確にモデル化する機能を提供します。マスク図形とプロセス厚みを入力とし、コンフォーマルに3Dモデルを生成します。また、積層薄膜により複雑化した液晶画素を正確に3Dモデル化することができます。全体メッシュ数は増やさず、構造再現に必要なメッシュは漏れなく生成します。

●設計課題４．高精細化、高速応答要求、低消費電力の要求で寄生容量最小化が必要

• 光学特性と容量低減のトレードオフ設計が必要となる

●Jedatのソリューション

寄生容量最小化が必要な課題に対し、複雑な画素構造を正確に3Dモデル化し、寄生RCを高精度に抽出する機能を提供します。局所集中する電界を用いて計算しないため、少ないメッシュでも　高精度に抽出可能です。また、コンタクトを含む多層配線の抵抗計算も可能です。
光学特性計算と同じ3Dモデルで容量抽出するため、光学特性と容量低減のトレードオフ設計を実現します。

■オンディスプレイ製品設計の課題

メタルメッシュの問題として、光学干渉縞 「モアレ見え」があります。
画素形状や金属細線パターンの僅かな違いで見え方が大きく変化します。　
単純な幾何学計算ツールでは結果予測不可能であり、モアレ見え最少条件の探しだしが困難です。

●Jedatのソリューション

3D光線追跡エンジンを用い、モアレ見えの強さを定量計算できます。
光線を大量に計算し、「モアレ見え」 を高速・正確に予測します。また、フィルム厚み、観察距離、観察角度も反映することができます。
入力はパネル情報そのままで、モアレ見えの強さを数値で出力します。メッシュ角度、ピッチを水準振り計算。水準振り条件中の最小モアレをカラーマップで確認することができます。

■パネル部材設計の課題

部材メーカ様から次のようなご要望をお聞きしています。

• 自社製品の強みをクライアントに訴求したい
• リアルなパネル構造で効果を予測・確認したい
• クライアントの個人主観に左右されない定量値で優位性を示したい
• 試作コスト・期間を増やさず、広範囲から最適解を見つけたい。

●Jedatのソリューション

開発元の豊富な経験と物理知識に基づき、次のようなコンサルテーションを実施しています。

• 波長分散材料、2軸異方性材料もカバー。
• 官能評価の定量化
• 並列処理による高速計算
• 様々なレポート出力
• 計算代行サービス