基于MEMS辅助的显示与LCD工艺
发布时间：2021-06-30 20:59
当前主流显示技术存在着显示功耗偏高的问题,基于MEMS辅助的显示由于可以取消偏光片和彩色滤光片的使用,更适合于户外、低功耗类的应用。为了将基于MEMS辅助的显示器大规模制造,将液晶显示工艺与基于MEMS辅助的显示进行材料和工艺的匹配意义重大。本文对MEMS与液晶显示加工工艺进行系统介绍,同时分析了3种主流基于MEMS辅助的显示模式,详细阐述了将现行规模生产下的液晶显示工艺应用于这些基于MEMS辅助的显示技术所做的一些工作和研究进展,并探讨了基于MEMS辅助的显示技术的发展趋势。
【文章来源】：液晶与显示. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同状态下的TMOS像素。（a）像素关，背光关；（b）像素关，背光开；（c）像素开，背光开。
TMOS显示由照明系统、导光板TFT像素驱动电路与活性层4部分组成（图7）。TMOS结构使用RGB LED等作为光源，并使用合适的粘附手段保证照明系统与导光板的匹配性，阻挡漏光，重新定向杂散光线进入系统。而导光板作为系统中的核心光源透过介质，常使用标准的TFT-LCD玻璃基板进行制作[23]。TMOS单个像素的驱动使用可变的电容结构来控制。电容由两个互相平行的导电电极组成，两电极由亚微米的空隙分开。当电容之间产生电压差时，库伦力将两个导电平行板拉到一起。在TMOS显示结构中，一个电容器平面电极设置在导光片上，另外一个电极则设置在活性层之上或之内。导光板上的平板电极每个像素是分离的，且每个像素被一个或多个TFT控制；而活性层上的导电电极则是一个薄的连续网络，也就是说，导电膜层延伸整个薄膜表面。最后，通过控制每个像素的充电和放电，提供控制吸引力，通过活性层的局部变形，激活每个单独的像素。在最初的原型器件中，使用“直接驱动”方法，即TFT驱动控制像素。而在“简单矩阵”模式中，通过导光板和活性层上的行条纹交叉点，确定提供延迟控制光快门电容的点像素功能。
干涉调制显示（IMOD）是由Iridigm Display Corporation（之后并入Qualcomm公司）提出后而为大家所熟知的一种显示技术，即Mirasol显示[4-6]。IMOD的关键结构是可以调节的光学微腔，类似于法布里-珀罗标准具，由独立的金属反光膜与薄膜堆叠形成的半透半反膜形成一个微小的平行反射镜。其中，金属反射膜位于下部，是可变形的。在两层薄膜间施加电压，可使下部金属反射层隆起，进而改变两层薄膜间隙。如图1所示，当环境光入射到微结构中，光线会受到底部金属反射膜及上层薄膜堆叠的半透半反膜的反射。根据需要的波长选择两层薄膜间隙的高度，对于特定的波长，底层金属反光膜反射的光线与上层堆叠结构反射的光线存在微小相移动。根据相位差的不同，某些波长将发生相长干涉，另一些发生相消干涉。通过增强的干涉，人眼会接收到特定波长的一种颜色，包括红色、绿色和蓝色。而相消干涉会导致一个黑态，产生黑色。按照这种方式，通过施加驱动电压可以选择性地控制显示的颜色[7-10]。IMOD显示像素的设计基于以下原则：（1）根据薄膜干涉调制原理，利用环境光产生颜色；（2）利用微腔MEMS的开关结构，改变像素的状态（R/G/B/黑态）。由于反射光从环境光源回收，且低电压MEMS像素开关意味着显示阵列寻址时是低功耗的，因此与目前主流的显示技术相比，IMOD显示具有低功耗的特性。与常规的反射显示相比，干涉调制的环境光会造成一个显著的视觉体验，因此，显示技术的图像质量，如对比度、色域更佳且没有衰减。
【参考文献】：
期刊论文
[1]平板显示中的双稳态技术:现状与进展（一）[J]. 黄子强. 现代显示. 2009(04)
[2]MEMS显示技术[J]. 耿卫东,刘会刚,商广辉. 液晶与显示. 2008(02)
本文编号：3258485
【文章来源】：液晶与显示. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同状态下的TMOS像素。（a）像素关，背光关；（b）像素关，背光开；（c）像素开，背光开。
TMOS显示由照明系统、导光板TFT像素驱动电路与活性层4部分组成（图7）。TMOS结构使用RGB LED等作为光源，并使用合适的粘附手段保证照明系统与导光板的匹配性，阻挡漏光，重新定向杂散光线进入系统。而导光板作为系统中的核心光源透过介质，常使用标准的TFT-LCD玻璃基板进行制作[23]。TMOS单个像素的驱动使用可变的电容结构来控制。电容由两个互相平行的导电电极组成，两电极由亚微米的空隙分开。当电容之间产生电压差时，库伦力将两个导电平行板拉到一起。在TMOS显示结构中，一个电容器平面电极设置在导光片上，另外一个电极则设置在活性层之上或之内。导光板上的平板电极每个像素是分离的，且每个像素被一个或多个TFT控制；而活性层上的导电电极则是一个薄的连续网络，也就是说，导电膜层延伸整个薄膜表面。最后，通过控制每个像素的充电和放电，提供控制吸引力，通过活性层的局部变形，激活每个单独的像素。在最初的原型器件中，使用“直接驱动”方法，即TFT驱动控制像素。而在“简单矩阵”模式中，通过导光板和活性层上的行条纹交叉点，确定提供延迟控制光快门电容的点像素功能。
干涉调制显示（IMOD）是由Iridigm Display Corporation（之后并入Qualcomm公司）提出后而为大家所熟知的一种显示技术，即Mirasol显示[4-6]。IMOD的关键结构是可以调节的光学微腔，类似于法布里-珀罗标准具，由独立的金属反光膜与薄膜堆叠形成的半透半反膜形成一个微小的平行反射镜。其中，金属反射膜位于下部，是可变形的。在两层薄膜间施加电压，可使下部金属反射层隆起，进而改变两层薄膜间隙。如图1所示，当环境光入射到微结构中，光线会受到底部金属反射膜及上层薄膜堆叠的半透半反膜的反射。根据需要的波长选择两层薄膜间隙的高度，对于特定的波长，底层金属反光膜反射的光线与上层堆叠结构反射的光线存在微小相移动。根据相位差的不同，某些波长将发生相长干涉，另一些发生相消干涉。通过增强的干涉，人眼会接收到特定波长的一种颜色，包括红色、绿色和蓝色。而相消干涉会导致一个黑态，产生黑色。按照这种方式，通过施加驱动电压可以选择性地控制显示的颜色[7-10]。IMOD显示像素的设计基于以下原则：（1）根据薄膜干涉调制原理，利用环境光产生颜色；（2）利用微腔MEMS的开关结构，改变像素的状态（R/G/B/黑态）。由于反射光从环境光源回收，且低电压MEMS像素开关意味着显示阵列寻址时是低功耗的，因此与目前主流的显示技术相比，IMOD显示具有低功耗的特性。与常规的反射显示相比，干涉调制的环境光会造成一个显著的视觉体验，因此，显示技术的图像质量，如对比度、色域更佳且没有衰减。
【参考文献】：
期刊论文
[1]平板显示中的双稳态技术:现状与进展（一）[J]. 黄子强. 现代显示. 2009(04)
[2]MEMS显示技术[J]. 耿卫东,刘会刚,商广辉. 液晶与显示. 2008(02)
本文编号：3258485
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