基于MEMS的iMoD顯示器具有紙張一樣的可讀性

作者：Gail Overton

近期，美國Qualcomm公司開發(fā)的一種基于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的干涉儀調(diào)節(jié)器顯示技術(shù)，能夠像光的薄膜干涉那樣，獲得如蝴蝶翅膀和孔雀羽毛那樣斑斕的色彩1，該技術(shù)被命名為iMoD。iMoD顯示器是一種基于薄膜光學(xué)原理和MEMS結(jié)構(gòu)的具有保持雙穩(wěn)態(tài)特性的反射型顯示器。與傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）或液晶顯示器（LCD）相比，iMoD顯示器的功耗大大降低，并且即使在陽光直射下仍具有和紙張一樣的可讀性。iMoD目前尚處在開發(fā)階段。
iMoD像素的基本結(jié)構(gòu)是被薄膜覆蓋的玻璃基板，基板上是一層反光導(dǎo)電隔膜，這層隔膜與玻璃基板間通過氣隙隔離。在開啟狀態(tài)，像素是明亮的，通過基于氣隙厚度的薄膜干涉來產(chǎn)生色彩。向玻璃基板上的隔膜和薄膜加載電壓，隔膜被靜電吸引到玻璃上。當(dāng)氣隙厚度減小、形成離析態(tài)時，可見光干涉減弱，將導(dǎo)致像素變黑。
為了實(shí)現(xiàn)全彩色顯示，先采用特定的氣隙厚度產(chǎn)生紅色、綠色、藍(lán)色亞象素，然后通過空間抖動過程將一個亞象素分成許多可獨(dú)立驅(qū)動的尋址單元，從而獲得理想的灰度。由于MEMS驅(qū)動所需的功率極低，因此iMoD顯示器能夠長時間保持圖像穩(wěn)定。

Qualcomm公司MEMS產(chǎn)品高級主管Miles Kirby表示：“iMoD顯示器的雙穩(wěn)態(tài)特性，不但能大量降低功耗，而且與LCD 和OLED顯示器需要不斷地對屏幕上的圖像進(jìn)行刷新不同，iMoD顯示器幾乎只有在當(dāng)前的顯示圖像需要變化時才進(jìn)行圖像刷新。這一特性使得iMoD顯示器在需要長時間保持圖像穩(wěn)定的應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢?！?

iMoD顯示器與目前的LCD平板顯示器制造技術(shù)兼容，因?yàn)樗且粋€反射型顯示器，既省去了制造薄膜晶體管顯示器的復(fù)雜流程，也減少了諸如限制LCD發(fā)光的彩色濾光片和偏振片等元件。iMoD顯示器的反射率接近反射式薄膜晶體管LCD顯示器的兩倍，不同的一點(diǎn)是，iMoD在微光條件下需要補(bǔ)充采光，因而iMoD顯示器在這種微光條件下不適合閱讀。
iMoD像素能在約10祍內(nèi)切換顯示狀態(tài)，而超扭曲液晶被動矩陣LCD顯示器的響應(yīng)時間是10ms，因此iMoD顯示器消除了由于切換速度較慢而導(dǎo)致的圖像模糊問題。iMoD顯示器目前切換速度能達(dá)到每秒15幀，未來將達(dá)到影像顯示要求的每秒30幀。iMoD顯示器也能防止紫外線的入侵，具有寬泛的工作溫度范圍（-30～+70℃）和寬闊的視角。
iMoD顯示器和電泳顯示器具有許多相同的特性，包括陽光下可視、低功耗、寬視角、高反射率等。但是，電泳顯示器是雙色的，需要復(fù)雜的濾色鏡才能實(shí)現(xiàn)全彩色顯示，圖像質(zhì)量和亮度因此大為降低。另外，電泳顯示器的幀頻也相當(dāng)慢，使其視頻和動畫效果大打折扣。

參考文獻(xiàn)
1.“Competitive Display Technologies” white paper, iMoD Qualcomm MEMS Technologies (May 2006).