论坛风格切换切换到宽版
  • 5057阅读
  • 3回复

[光开关]2014年国际消费电子展会上,MEMS显示屏惊艳亮相 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线bbsdj
 

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2014-03-03

2014年国际消费电子展会上,各大品牌的产品惊艳亮相,或小巧,或精美。毫不夸张地说,它们像在参加帝王的选秀大会,争奇斗艳。不过,若要论这些实力派选手谁的背景最深厚,技术阵容最强大,那么当属7英寸IGZO+MEMS显示屏了。如此超低功耗的屏幕,是否会让一度占据显示技术王国宝座的液晶显示屏(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)的地位岌岌可危呢?

三剑合璧,技术升级

继高通(Qualcomm)收购显示技术创业公司Pixtronix,入股夏普(SHARP)后,三家技术企业强强联手,推出了IGZO+MEMS超低功耗显示屏幕,那么这些技术到底有多强大呢?

              

2010年10月,日立(HITACHI)面向新闻媒体公开了采用Pixtronix公司自主开发的技术研制的MEMS显示该原型在低温多晶硅(LTPS)生产线上试制成功。2012年年初,无线电通信技术研发公司高通低调收购了Pixtronix公司。Pixtronix是一家创新型多媒体显示技术公司,致力于开发适用于平板电脑和智能手机的显示技术。Pixtronix研发的PerfectLight显示屏采用了基于MEMS(①②)  

          

在这之后,高通公司入股夏普。夏普掌握的氧化铟镓锌(IGZO,Indium gallium zinc oxide)技术,是一种薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)技术。它将铟、镓、锌与氧结晶化,实现原子之间独特、细致的排列方式。新的结晶构造提高了电子迁移率,极高的电子迁移率让IGZO显示屏的功耗也随之降低,其画面效果也更加精细。

许多夜行性飞蛾的*****表面具有纳米级的突起,这些突起有些甚至还小于光线波长,能吸收迎面而来的光,几乎不具有反光性,进而提高其夜视能力,飞蛾通过蛾眼特性来避免被敌人发现。目前的液晶面板或多或少都会产生一些反光现象,特别是在播放暗部场景的视频或图片时,屏幕会反射出周边背景的光线,影响视觉体验。为解决此问题,推出过四基色液晶面板的夏普曾展示过一种蛾眼(moth eye) 防反射涂层液晶面板,这种面板能够抑制反射,使得鲜艳的颜色再现,实现高对比度。

            

      

这种液晶面板的表面类似夜行性飞蛾的*****,由大量纳米级单位的极微小突起物排列而成。除了房间之外的光源外,没有外部光能够反射。而内部的光源则会被面板表面所扩散,这样就可以实现高对比度和艳丽的色彩。屏幕表面的微小凹凸使得来自外部光线的折射率发生变化,根据这个反射截面实现低反射。其光反射率可达到0.1%以下,达到可视光全范围。而以前低反射屏幕的光反射率在0.5~1.5之间,而一般的屏幕在4%左右,相比较已经有了大幅度的进步,使得屏幕反光形成的投影不易被发现。这种蛾眼面板显示技术曾在2008年时被索尼(SONY)提出并开发,用于制造无反光的显示器薄膜。据称与原来用于液晶电视等的薄膜相比,将因反光而难以看清的“晃眼”现象降到了1/30左右。

同样在仿生技术的运用上,高通自家的Mirasol(意为向日葵)显示屏也不逊色。Mirasol显示屏以干涉测量调制

总之,高通入股夏普可谓强强联手,IGZO技术与MEMS技术的结合为我们开启新一代显示屏的视觉盛宴。

                                    

技术革新——MEMS

听起来似乎高端的技术都是在MEMS的基础上研发出来的,连名字都那么大气的MEMS究竟厉害在哪儿呢?

MEMS全称Micro Electro Mechanical Systems,即微电子机械系统,其组成包括微型传感器、微型执行器、微型架构及相应的微型处理电路。这是将微电子技术和机械工程融合到一起的一种工业技术,因为操作范围在微米范围内,所以称之为微电子机械系统。那么MEMS显示屏的技术原理是什么?简单来说,就是通过调整微型快门来控制每个像素的透光量。在这些微型快门的后面,会快速连续地闪过红色、绿色和蓝色的背光源。其实MEMS显示屏和现在已经普及的LCD显示屏有很多共同之处。它们的背光源结构很像,只不过如上图所示,MEMS里有一组微型机械快门,其开关速度极快,而不是由白色背光源通过红色、绿色和蓝色的颜色过滤器进入到每个像素中去。

          

快门开关的速度和位置可以控制背光源的透光量,从而确定屏幕显示的颜色和强度。当快门关闭,没有光源通过,呈现出黑色像素,当快门完全打开的时候,我们看到的则是白色像素。MEMS显示屏通过平衡大量快门的速度、其开关的位置和各种颜色背光源之间的关系,高度还原屏幕的色彩和亮度。鲜明的画面和优越的画质冲击你的双眼,直击你的视觉神经。而在快门关闭后,屏幕不发光,则会呈现出与众不同的深邃的黑。

            

MEMS技术的优点在于,它可以让全部光线都透过滤光片,而LCD显示屏技术在光线到达屏幕之前就已经损失掉了大约2/3的背光源。不仅如此,MEMS显示屏属于场序式显示器(

            

为了使快门能够高速工作,在材料的选择上使用了IGZO半导体材料代替原来的硅。因为电子在IGZO材料中的迁移率比在非晶硅中的快了20~50倍。打个比方,原本骑自行车移动的电子现在换了座驾,开起了跑车。不仅如此,采用这种半导体材料使得器材的工作温度范围更广,

《微电脑世界(PC World)》举了一个例子,IGZO显示屏的每英寸像素密度为498ppi,比起苹果iPhone 4S的屏幕(像素密度:326ppi),其像素密度增加了50%。融合了IGZO和MEMS这两种技术的新型显示屏可谓集万千宠爱于一身,那么,占据显示技术王国的LCD和AMOLED③地位是否岌岌可危呢?

              

又一波显示技术热

IGZO显示技术和MEMS配电管理技术的结合也许会让移动设备屏幕保持开启成为可能。对IGZO+MEMS屏幕需求量的增加也会为移动设备开启一条全新的道路。高通的总裁兼CEO史蒂文·莫兰科夫(Steven Mollenkopf)在接受采访时说:“今天的手机屏幕常处于关闭状态,将来,手机屏幕可以常亮。那时你便可以好好享受这一功能带来的乐趣,比如浏览各种信息,上传有趣的素材,可谓畅通无阻。”当然,MEMS屏幕也不是没有缺点。就像DLP投影会产生“彩虹效应④(rainbow effect)”那样,当你摇头看它时,MEMS屏幕也会产生类似那样的效果。据称,技术研发工程师正在尝试减小彩虹效应的影响。

将低功耗屏幕运用到智能手机和平板电脑中是未来可喜的趋势,这自然也包括了那些需要小型屏幕的电子设备,比如商店中用于展示广告和推广产品的小屏幕、电子阅读器、智能手表等。小而精美,眼见为实,光是凭文字描述很难表达视觉体验的震撼感。技术研发工程师表示,眼下最迫切的任务就是将MEMS屏幕投入到生产中去,加快它的商用速度。MEMS在未来几年中将会成为新型屏幕显示技术。毫无疑问,新一代电子产品的屏幕将会以高性能、低功耗的优越性再一度征服人们的视觉,让我们拭目以待这更便捷的移动体验及更优异的画质吧!

                            

注解

① LED液晶显示技术有两种,分别为白光LED和RGB LED。白光LED指单一白色的发光二极管背照方式来完成发光,而RGB LED背光中的RGB=红绿蓝,也就是三色发光二极管的背照方式来完成发光。RGB LED背光具备动态分区背光控制技术,能够通过控制芯片来对画面的颜色进行判断,从而动态的对光度进行调整,获得对比度更高,色彩层次感更强的画面效果。

② 对比度是画面黑与白的比值,也就是从黑到白的渐变层次。比值越大,从黑到白的渐变层次就越多,从而色彩表现越丰富,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽。

③ AMOLED(有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(Active-matrix organic light-emitting diode),是一种应用于电视和移动设备中的显示技术。其中OLED(有机发光二极管)描述的是薄膜显示技术的具体类型,为有机电激发光显示,AM(有源矩阵体或主动式矩阵体)指的是背后的像素寻址技术。

④ 彩虹效应是单片DLP(数字光处理,digital light processing)投影仪特有的现象,因为单片DLP投影仪只有一个色轮控制颜色,所以在任意时刻,屏幕上只会依次出现一种颜色,比如会红色会经过色轮先出现在屏幕上,接着是绿色,然后是蓝色。如果色轮的转速足够快,肉眼看到的就是颜色结合后呈现的组合颜色。对有些人来说,如果他的目光在投影屏幕前快速晃动,会看到画面上的三种颜色像彩虹般排列出来。

MEMS技术天地:http://memst.csmnt.org.cn/
离线火锅肥嘟

只看该作者 沙发   发表于: 2014-06-28


  这是什么?
离线斑驳斑驳

只看该作者 板凳   发表于: 2014-08-31



  知道了 ~~~
离线很开坚决

只看该作者 地板   发表于: 2015-05-18


   关注下~~~
快速回复
限100 字节
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
 
上一个 下一个