La pantalla moduladora interferométrica ( IMOD , marca registrada mirasol ) [1] es una tecnología utilizada en pantallas visuales electrónicas que pueden crear varios colores a través de la interferencia de la luz reflejada. El color se selecciona con un modulador de luz de conmutación eléctrica que comprende una cavidad microscópica que se enciende y apaga mediante circuitos integrados de controlador similares a los que se utilizan para abordar las pantallas de cristal líquido (LCD). Una pantalla plana reflectante basada en IMOD incluye cientos de miles de elementos IMOD individuales, cada uno de los cuales es un sistema microelectromecánico Dispositivo basado en (MEMS).
En un estado, un subpíxel IMOD absorbe la luz incidente y aparece negro para el espectador. En un segundo estado, refleja la luz a una longitud de onda específica, utilizando un efecto de rejilla de difracción . [2] Cuando no se direcciona, una pantalla IMOD consume muy poca energía. A diferencia de las pantallas de cristal líquido retroiluminadas convencionales , es claramente visible con luz ambiental brillante , como la luz solar. Los prototipos de IMOD a mediados de 2010 podían emitir 15 cuadros por segundo (fps), [3] y en noviembre de 2011 Qualcomm demostró otro prototipo que alcanzaba los 30 fps, adecuado para la reproducción de video. El reloj inteligente Qualcomm Toq presenta esta pantalla con 40 fps. [4]
Las pantallas de Mirasol solo podían producir video de 60 Hz, pero rápidamente agotó la batería. Los dispositivos que usaban la pantalla tienen colores que parecen descoloridos, por lo que la tecnología nunca vio el soporte general.
Principio de funcionamiento
Los elementos básicos de una pantalla basada en IMOD son dispositivos microscópicos que actúan esencialmente como espejos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada uno de estos elementos refleja solo una longitud de onda exacta de luz, como un tono específico de rojo, verde o azul, cuando está encendido, y absorbe la luz (aparece negra) cuando está apagado. [2] Los elementos se organizan en una matriz rectangular para producir una pantalla de visualización.
Un conjunto de elementos que reflejan el mismo color cuando se encienden produce una pantalla monocromática, por ejemplo, negro y rojo (en este ejemplo, se utilizan elementos IMOD que reflejan la luz roja cuando están "encendidos"). Como cada elemento refleja solo una cierta cantidad de luz, agrupar varios elementos del mismo color como subpíxeles permite diferentes niveles de brillo para un píxel en función de cuántos elementos son reflectantes en un momento particular.
Se crean múltiples pantallas de color mediante el uso de subpíxeles , cada uno diseñado para reflejar un color diferente específico. Por lo general, se utilizan varios elementos de cada color para proporcionar más combinaciones de colores visualizables (mezclando los colores reflejados) y para equilibrar el brillo general del píxel.
Debido a que los elementos solo usan energía para cambiar entre los estados de encendido y apagado (no se necesita energía para reflejar o absorber la luz que golpea la pantalla una vez que el elemento refleja o absorbe), las pantallas basadas en IMOD potencialmente usan mucha menos energía que las pantallas que generan luz y / o necesitan energía constante para mantener los píxeles en un estado particular. Al ser una pantalla reflectante, requieren una fuente de luz externa (como la luz del día o una lámpara) para ser legibles, al igual que el papel u otras tecnologías de papel electrónico .
Detalles
Un píxel en una pantalla basada en IMOD consta de uno o más subpíxeles que son cavidades interferométricas microscópicas individuales de funcionamiento similar a los interferómetros de Fabry-Pérot (etalones) y las escamas en las alas de las mariposas . Mientras que un etalón simple consta de dos espejos semi-plateados, un IMOD comprende una membrana reflectante que puede moverse en relación con una pila de película delgada semitransparente. [5] Con un espacio de aire definido dentro de esta cavidad, el IMOD se comporta como una estructura ópticamente resonante cuyo color reflejado está determinado por el tamaño del espacio de aire. La aplicación de un voltaje al IMOD crea fuerzas electrostáticas que hacen que la membrana entre en contacto con la capa de película delgada. Cuando esto sucede, el comportamiento del IMOD cambia al de un absorbedor inducido. La consecuencia es que se absorbe casi toda la luz incidente y no se refleja ningún color. Esta operación binaria es la base para la aplicación del IMOD en pantallas reflectantes de pantalla plana. Dado que la pantalla utiliza luz de fuentes ambientales, el brillo de la pantalla aumenta en entornos con altas temperaturas (es decir, luz solar). Por el contrario, una pantalla LCD retroiluminada sufre de luz incidente.
Para una pantalla práctica de modelo de color RGB (RGB), se crea un solo píxel RGB a partir de varios subpíxeles, porque no se ajusta el brillo de un píxel monocromático. Una matriz monocromática de subpíxeles representa diferentes niveles de brillo para cada color, y para cada píxel, hay tres matrices de este tipo: rojo, verde y azul. [6]
Desarrollo
La tecnología IMOD fue inventada por Mark W. Miles, [2] [7] un investigador de MEMS y fundador de Etalon, Inc. y (cofundador) de Iridigm Display Corporation. [7] Qualcomm se hizo cargo del desarrollo de esta tecnología después de la adquisición de Iridigm en 2004, [2] [8] y posteriormente formó Qualcomm MEMS Technologies (QMT). [9] Qualcomm ha permitido la comercialización de la tecnología bajo la marca comercial "mirasol". [10] Esta tecnología biomimética de bajo consumo energético tiene aplicación y uso en dispositivos electrónicos portátiles, como lectores de libros electrónicos y teléfonos móviles . [1] Tiene algún uso comercial [11]
Los futuros fabricantes de paneles IMOD incluyen a Qualcomm junto con Foxlink , habiendo establecido una empresa conjunta con Sollink (高強 光電) en 2009 con una futura instalación dedicada a la fabricación de paneles IMOD. La producción para esto comenzó en enero de 2011, con los paneles fabricados destinados a dispositivos como lectores electrónicos.
A partir de 2015, el laboratorio de visualización IMOD Mirasol en Longtan, Taiwán, anteriormente administrado por Qualcomm, ahora aparentemente lo administra Apple. [8]
Usos
Las pantallas IMOD ahora están disponibles en el mercado comercial. Las pantallas de QMT, que utilizan tecnología IMOD, se encuentran en el dispositivo de auriculares estéreo Bluetooth Acoustic Research ARWH1 , el sistema Showcare Monitoring ( Corea ), el Hisense C108, [12] y las aplicaciones MP3 de Freestyle Audio y Skullcandy . En el mercado de la telefonía móvil, los fabricantes taiwaneses Inventec y Cal-Comp han anunciado teléfonos con pantallas mirasol, y LG afirma estar desarrollando "uno o más" teléfonos con tecnología mirasol. Todos estos productos tienen pantallas "bicromáticas" de dos colores (negro y otro). En el reloj inteligente Qualcomm Toq se utiliza una pantalla IMOD multicolor .
Referencias
- ^ a b "Descripción general de la tecnología del modulador interferométrico (IMOD)" (PDF) . Qualcomm. Mayo de 2008. Archivado desde el original (PDF) el 31 de marzo de 2016 . Consultado el 7 de agosto de 2008 .
- ^ a b c d Watters, Ethan (12 de junio de 2007). "Diseño de producto, a la manera de la naturaleza" . CNNMoney . Red de Noticias por Cable.
- ^ Gabryel (7 de julio de 2010). "Qualcomm mirasol lanza su e-Reader en color" . Blog de GeeksHive .
- ^ Simonite, Tom (15 de noviembre de 2011). "La pantalla del lector electrónico muestra un video de colores vibrantes" . Revisión de tecnología . Instituto de Tecnología de Massachusetts.
- ^ Miles, M .; Larson, E .; Chui, C .; Kothari, M .; Gally, B .; Batey, J. (2003), Papel digital para pantallas reflectantes , Simposio internacional SID, Boston, Massachusetts, págs. 209–215
- ^ Waldrop 2007
- ^ a b Patente de EE. UU . 5835255 , Miles, Mark W., "Matrices de modulador de espectro visible", publicada el 10 de noviembre de 1998, asignada a Etalon, Inc.
- ^ a b Daniel Eran Dilger. "Apple se ha hecho cargo del laboratorio de visualización IMOD Mirasol de Qualcomm en Taiwán" . 2015.
- ^ "Technology Briefing: ofertas: Qualcomm para adquirir Iridigm" . The New York Times . 10 de septiembre de 2004.
- ^ "mirasol" . Qualcomm. Febrero de 2009.
- ^ "Iridiscencia natural aprovechada para pantallas reflectantes" . EE Times. 26 de julio de 2009 . Consultado el 5 de mayo de 2011 .
- ^ Teléfono de ultra bajo consumo para comenzar a distribuirse en China en 2008 Archivado el 15 de mayo de 2016 en el archivo web portugués PRNewswire, Barcelona, España, 11 de febrero
Bibliografía
- Waldrop, M. Mitchell (noviembre de 2007). "Exhibiciones brillantes". Scientific American (impresión). Scientific American, Inc. págs. 94–97.
(subtítulo) Una nueva tecnología que imita la forma en que la naturaleza da colores brillantes a las alas de las mariposas puede hacer que las pantallas de los teléfonos celulares sean claramente legibles, incluso a la luz del sol.
- Graham-Rowe, Duncan (octubre de 2007). "Epaper muestra vídeo". Revisión de tecnología (impresión). Technology Review, Inc.
(subtítulo) Una nueva pantalla de papel electrónico desarrollada por Qualcomm puede ofrecer imágenes de video de alta calidad, lo que la hace más versátil que otras tecnologías de papel electrónico.