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基于MEMS辅助的显示技术的数字微开关
点击量：280 日期：2023-09-20 编辑：硅时代
数字微开关显示（Digital Micro Shutter Dis-play, DMS）是一种新型的基于MEMS辅助的显示技术，通过将DMS制作在TFT背板上，作为光调制器控制光开关状态。典型的DMS结构由开关、悬臂梁和电极构成，通过静电力驱动实现开或关的状态，并控制开关的水平移动。图1是DMS显示器件典型的光学结构，从顶部至底部分别为TFT背板、MEMS膜层、开口挡板和背光单元，在开口挡板和TFT背板上刻蚀出沟槽。DMS开关作为光阀，控制光是否穿透。
图1 ：DMS显示器件的典型的光学结构
DMS系统的主要功耗优势在于其可以利用更多的背光。在TFT-LCD中，由于偏光片和彩色滤光片的使用，光学叠加光转向损耗及像素开口率损耗，导致LCD背光的利用率小于8 %，这对于功耗是一个很大的损失，尤其是在高亮环境中。DMS技术使用反光背光系统，取消了高光损失膜层，如偏光片、彩色滤光片、液晶及ITO膜层，可以允许50 %~80 %的光透射到人眼，因此，背光的利用是非常有效的。
由于电子微开关的开关速度比液晶快很多，因此，使用场序彩色代替彩色滤光片的应用。通过使用RGB LED灯，快速产生时序彩色画面。通过颜色整合方式，可以看到全彩画面。此方法已应用于许多投影显示及基于TI微镜阵列的显示。LCD由于常规液晶材料响应时间太长，不能使用场序彩色；而DMS开关时间在100 μs左右，与透明液晶相比快得多，适合于场序彩色的使用。
为了获得更为丰富的色彩显示，每种颜色被划分为不同时间的切片帧，从最短的光照亮开始，在时间上以2倍的速度递增。每个像素通过控制每个像素开或关的持续时间来控制其所需亮度。与典型的液晶显示一样，一个完整的24位色的单帧以这种方式在1/60 s内完成，也可使用不同算法达到进一步节省功耗的效果。
与LCD相比，DMS显示由于使用时间场顺序颜色背光，不再需要彩色滤光片和偏光片，因此，背光的使用是非常有效的。若从开口挡板的反射表面得到循环光，效果更佳，开关速度约为100 μs。DMS显示具有高光效、宽色域、低功耗、高对比度和高速场序彩色驱动等优点。
