Дисплей интерферометрического модулятора - Interferometric modulator display

Дисплей интерферометрического модулятора (IMOD, товарный знак миразол)[1] это технология, используемая в электронные визуальные дисплеи который может создавать различные цвета с помощью вмешательство отраженного света. Цвет выбирается с помощью электрического освещения модулятор включая микроскопическая полость который включается и выключается с помощью Водитель интегральные схемы аналогично тем, которые используются для решения жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплей). На основе IMOD отражающий плоский дисплей содержит сотни тысяч отдельных элементов IMOD, каждый микроэлектромеханические системы (MEMS) устройство.

В одном состоянии субпиксель IMOD поглощает падающий свет и кажется зрителю черным. Во втором состоянии он отражает свет определенной длины волны, используя дифракционная решетка эффект.[2] Когда к нему не обращаются, дисплей IMOD потребляет очень мало энергии. В отличие от обычных с подсветкой жидкокристаллические дисплеи, хорошо видно в ярком окружающий свет например солнечный свет. Прототипы IMOD по состоянию на середину 2010 г. могли испустить 15 кадров в секунду (кадр / с),[3] и в ноябре 2011 г. Qualcomm продемонстрировал еще один прототип со скоростью 30 кадров в секунду, подходящий для воспроизведения видео. Умные часы Qualcomm Toq имеет этот дисплей с частотой 40 кадров в секунду.[4]

Экраны Mirasol могли воспроизводить видео только с частотой 60 Гц, но это быстро разряжало батарею. Устройства, на которых использовался экран, имеют размытые цвета, поэтому эта технология так и не получила широкой поддержки.

Принцип работы

Основными элементами дисплея на основе IMOD являются микроскопические устройства, которые действуют по существу как зеркала, которые можно включать и выключать по отдельности. Каждый из этих элементов отражает только одну точную длину волны света, например определенную оттенок красного, зеленого или синего, когда он включен, и поглощает свет (кажется черным), когда он выключен.[2] Элементы организованы в прямоугольный массив для создания экрана дисплея.

Массив элементов, которые все отражают один и тот же цвет при включении, создает монохроматический дисплей, например черный и красный (в этом примере используются элементы IMOD, которые отражают красный свет, когда он включен). Поскольку каждый элемент отражает только определенное количество света, группирование нескольких элементов одного цвета вместе в качестве субпикселей позволяет использовать разные уровни яркости для пикселя в зависимости от того, сколько элементов отражают в конкретный момент времени.

Несколько цветных дисплеев создаются с помощью субпиксели, каждый из которых отражает определенный цвет. Несколько элементов каждого цвета обычно используются как для получения большего количества комбинаций отображаемого цвета (путем смешивания отраженных цветов), так и для балансировки общей яркости пикселя.

Поскольку элементы используют энергию только для переключения между включенным и выключенным состояниями (энергия не требуется для отражения или поглощения света, падающего на дисплей, когда элемент либо отражает, либо поглощает), дисплеи на основе IMOD потенциально потребляют гораздо меньше энергии, чем дисплеи, которые генерируют свет и / или требуется постоянная мощность для поддержания пикселей в определенном состоянии. Будучи отражающим дисплеем, они требуют, чтобы внешний источник света (например, дневной свет или лампа) был читаемым, как и бумага или другой электронная бумага технологии.

Подробности

А пиксель в дисплее на основе IMOD состоит из одного или нескольких субпикселей, которые являются отдельными микроскопическими интерферометрический полости, аналогичные по эксплуатации Интерферометры Фабри – Перо (эталоны), а гаммы в бабочка крылья. В то время как простой эталон состоит из двух наполовину посеребренных зеркал, IMOD содержит отражающую мембрану, которая может перемещаться по отношению к стопке полупрозрачных тонких пленок.[5] С воздушным зазором, образованным внутри этой полости, IMOD ведет себя как оптически резонансная структура, отраженный цвет которой определяется размером воздушного зазора. Приложение напряжения к IMOD создает электростатические силы, которые приводят мембрану в контакт со стопкой тонких пленок. Когда это происходит, поведение IMOD меняется на поведение индуцированного поглотителя. Следствием этого является то, что почти весь падающий свет поглощается, а цвета не отражаются. Именно эта двоичная операция является основой применения IMOD в отражающих плоских дисплеях. Поскольку дисплей использует свет от окружающих источников, яркость дисплея увеличивается в условиях высокой окружающей среды (например, солнечного света). Напротив, ЖК-экран с задней подсветкой страдает от падающего света.

Для практического Цветовая модель RGB (RGB) один пиксель RGB состоит из нескольких субпикселей, поскольку яркость монохроматического пикселя не регулируется. А монохромный Массив субпикселей представляет различные уровни яркости для каждого цвета, и для каждого пикселя существует три таких массива: красный, зеленый и синий.[6]

Разработка

Технология IMOD была изобретена Марком У. Майлзом,[2][7] исследователь МЭМС и основатель Etalon, Inc. и (соучредитель) Iridigm Display Corporation.[7] Qualcomm взяла на себя разработку этой технологии после приобретения Iridigm в 2004 году.[2][8] и впоследствии сформировал Qualcomm MEMS Technologies (QMT).[9] Qualcomm позволил коммерциализировать технологию под торговой маркой «mirasol».[10] Этот энергоэффективный, биомиметик технология видит применение и использование в портативной электронике, такой как читатели электронных книг и мобильные телефоны.[1] Имеет коммерческое использование [11]

Будущие производители панелей IMOD включают Qualcomm в сочетании с Foxlink, создав совместное предприятие с Sollink (高強 光電) в 2009 году с будущим предприятием, посвященным производству панелей IMOD. Производство для этого началось в январе 2011 года, с фабричных панелей, предназначенных для таких устройств, как электронные книги.

По состоянию на 2015 год лаборатория дисплеев IMOD Mirasol в Лонгтане, Тайвань, ранее находившаяся в ведении Qualcomm, теперь, по всей видимости, принадлежит Apple.[8]

Использует

Дисплеи IMOD теперь доступны на коммерческом рынке. Дисплеи QMT, использующие технологию IMOD, можно найти в Acoustic Research ARWH1 Stereo. Bluetooth гарнитура, система Showcare Monitoring (Корея ), Hisense C108,[12] и MP3 заявки от Фристайл Аудио и Череп конфеты. На рынке мобильных телефонов тайваньские производители Inventec и Cal-Comp анонсировали телефоны с дисплеями Mirasol, и LG утверждает, что разрабатывает «один или несколько» телефонов с использованием технологии mirasol. Все эти продукты имеют только двухцветные (черный плюс еще один) «бихромный» дисплей. Многоцветный дисплей IMOD используется в Qualcomm Toq умные часы.

Рекомендации

  1. ^ а б «Обзор технологии интерферометрического модулятора (IMOD)» (PDF). Qualcomm. Май 2008. Архивировано с оригинал (PDF) 31 марта 2016 г.. Получено 2008-08-07.
  2. ^ а б c d Уоттерс, Итан (12 июня 2007 г.). «Продуктовый дизайн по-природному». CNNMoney. Кабельная Новостная Сеть.
  3. ^ Габриэль (7 июля 2010 г.). «Qualcomm mirasol запускает свою цветную электронную книгу». Блог GeeksHive.
  4. ^ Симонит, Том (15 ноября 2011 г.). «Дисплей электронной книги показывает яркое цветное видео». Обзор технологий. Массачусетский Институт Технологий.
  5. ^ Miles, M .; Larson, E .; Чуйская, Ц .; Kothari, M .; Галли, Б .; Бэйти, Дж. (2003), Цифровая бумага для светоотражающих дисплеев, Международный симпозиум SID, Бостон, Массачусетс, стр. 209–215.
  6. ^ Waldrop 2007
  7. ^ а б Патент США 5835255, Майлз, Марк У., "Матрицы модулятора видимого спектра", опубликовано 10 ноября 1998 г., присвоено Etalon, Inc. 
  8. ^ а б Даниэль Эран Дилгер.«Apple приобрела лабораторию Qualcomm IMOD Mirasol по дисплеям на Тайване».2015.
  9. ^ «Технологический брифинг: сделки: Qualcomm приобретает Iridigm». Нью-Йорк Таймс. 10 сентября 2004 г.
  10. ^ «миразол». Qualcomm. Февраль 2009 г.
  11. ^ «Естественная радужность, используемая для отражающих дисплеев». EE Times. 26 июля 2009 г.. Получено 5 мая 2011.
  12. ^ Телефон со сверхнизким энергопотреблением поступит в продажу в Китае в 2008 году В архиве 2016-05-15 в португальском веб-архиве PRNewswire, Барселона, Испания, 11 февраля

Библиография

  • Уолдроп, М. Митчелл (ноябрь 2007 г.). «Блестящие дисплеи». Scientific American (Распечатать). Scientific American, Inc., стр. 94–97. (подзаголовок) Новая технология, которая имитирует то, как природа придает яркий цвет крыльям бабочки, может сделать дисплеи сотовых телефонов четко различимыми даже при ярком солнечном свете.
  • Грэм-Роу, Дункан (октябрь 2007 г.). «Epaper отображает видео». Обзор технологий (Распечатать). Technology Review, Inc. (подзаголовок) Новый дисплей на электронной бумаге, разработанный Qualcomm, может отображать видеоизображения высокого качества, что делает его более универсальным, чем другие технологии электронной бумаги.