基于MEMS的iMoD显示器具有纸张一样的可读性

作者：Gail Overton

近期，美国Qualcomm公司开发的一种基于微机电系统（MEMS）的干涉仪调节器显示技术，能够像光的薄膜干涉那样，获得如蝴蝶翅膀和孔雀羽毛那样斑斓的色彩1，该技术被命名为iMoD。iMoD显示器是一种基于薄膜光学原理和MEMS结构的具有保持双稳态特性的反射型显示器。与传统的有机发光二极管（OLED）或液晶显示器（LCD）相比，iMoD显示器的功耗大大降低，并且即使在阳光直射下仍具有和纸张一样的可读性。iMoD目前尚处在开发阶段。
iMoD像素的基本结构是被薄膜覆盖的玻璃基板，基板上是一层反光导电隔膜，这层隔膜与玻璃基板间通过气隙隔离。在开启状态，像素是明亮的，通过基于气隙厚度的薄膜干涉来产生色彩。向玻璃基板上的隔膜和薄膜加载电压，隔膜被静电吸引到玻璃上。当气隙厚度减小、形成离析态时，可见光干涉减弱，将导致像素变黑。
为了实现全彩色显示，先采用特定的气隙厚度产生红色、绿色、蓝色亚象素，然后通过空间抖动过程将一个亚象素分成许多可独立驱动的寻址单元，从而获得理想的灰度。由于MEMS驱动所需的功率极低，因此iMoD显示器能够长时间保持图像稳定。

Qualcomm公司MEMS产品高级主管Miles Kirby表示：“iMoD显示器的双稳态特性，不但能大量降低功耗，而且与LCD 和OLED显示器需要不断地对屏幕上的图像进行刷新不同，iMoD显示器几乎只有在当前的显示图像需要变化时才进行图像刷新。这一特性使得iMoD显示器在需要长时间保持图像稳定的应用领域具有巨大优势。”

iMoD显示器与目前的LCD平板显示器制造技术兼容，因为它是一个反射型显示器，既省去了制造薄膜晶体管显示器的复杂流程，也减少了诸如限制LCD发光的彩色滤光片和偏振片等元件。iMoD显示器的反射率接近反射式薄膜晶体管LCD显示器的两倍，不同的一点是，iMoD在微光条件下需要补充采光，因而iMoD显示器在这种微光条件下不适合阅读。
iMoD像素能在约10祍内切换显示状态，而超扭曲液晶被动矩阵LCD显示器的响应时间是10ms，因此iMoD显示器消除了由于切换速度较慢而导致的图像模糊问题。iMoD显示器目前切换速度能达到每秒15帧，未来将达到影像显示要求的每秒30帧。iMoD显示器也能防止紫外线的入侵，具有宽泛的工作温度范围（-30～+70℃）和宽阔的视角。
iMoD显示器和电泳显示器具有许多相同的特性，包括阳光下可视、低功耗、宽视角、高反射率等。但是，电泳显示器是双色的，需要复杂的滤色镜才能实现全彩色显示，图像质量和亮度因此大为降低。另外，电泳显示器的帧频也相当慢，使其视频和动画效果大打折扣。

参考文献
1.“Competitive Display Technologies” white paper, iMoD Qualcomm MEMS Technologies (May 2006).