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基于MEMS輔助的顯示技術(shù)的數(shù)字微開關(guān)
點擊量:568 日期:2023-09-20 編輯:硅時代
數(shù)字微開關(guān)顯示(Digital Micro Shutter Dis-play, DMS)是一種新型的基于MEMS輔助的顯示技術(shù),通過將DMS制作在TFT背板上,作為光調(diào)制器控制光開關(guān)狀態(tài)。典型的DMS結(jié)構(gòu)由開關(guān)、懸臂梁和電極構(gòu)成,通過靜電力驅(qū)動實現(xiàn)開或關(guān)的狀態(tài),并控制開關(guān)的水平移動。圖1是DMS顯示器件典型的光學結(jié)構(gòu),從頂部至底部分別為TFT背板、MEMS膜層、開口擋板和背光單元,在開口擋板和TFT背板上刻蝕出溝槽。DMS開關(guān)作為光閥,控制光是否穿透。
圖1 :DMS顯示器件的典型的光學結(jié)構(gòu)
DMS系統(tǒng)的主要功耗優(yōu)勢在于其可以利用更多的背光。在TFT-LCD中,由于偏光片和彩色濾光片的使用,光學疊加光轉(zhuǎn)向損耗及像素開口率損耗,導致LCD背光的利用率小于8 %,這對于功耗是一個很大的損失,尤其是在高亮環(huán)境中。DMS技術(shù)使用反光背光系統(tǒng),取消了高光損失膜層,如偏光片、彩色濾光片、液晶及ITO膜層,可以允許50 %~80 %的光透射到人眼,因此,背光的利用是非常有效的。
由于電子微開關(guān)的開關(guān)速度比液晶快很多,因此,使用場序彩色代替彩色濾光片的應用。通過使用RGB LED燈,快速產(chǎn)生時序彩色畫面。通過顏色整合方式,可以看到全彩畫面。此方法已應用于許多投影顯示及基于TI微鏡陣列的顯示。LCD由于常規(guī)液晶材料響應時間太長,不能使用場序彩色;而DMS開關(guān)時間在100 μs左右,與透明液晶相比快得多,適合于場序彩色的使用。
為了獲得更為豐富的色彩顯示,每種顏色被劃分為不同時間的切片幀,從最短的光照亮開始,在時間上以2倍的速度遞增。每個像素通過控制每個像素開或關(guān)的持續(xù)時間來控制其所需亮度。與典型的液晶顯示一樣,一個完整的24位色的單幀以這種方式在1/60 s內(nèi)完成,也可使用不同算法達到進一步節(jié)省功耗的效果。
與LCD相比,DMS顯示由于使用時間場順序顏色背光,不再需要彩色濾光片和偏光片,因此,背光的使用是非常有效的。若從開口擋板的反射表面得到循環(huán)光,效果更佳,開關(guān)速度約為100 μs。DMS顯示具有高光效、寬色域、低功耗、高對比度和高速場序彩色驅(qū)動等優(yōu)點。