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與GLV通過控制光柵節(jié)距的有無以產(chǎn)生畫面不同，閃耀光柵數(shù)字微鏡顯示技術(shù)是通過改變復(fù)合白色光線的入射角來形成畫面的。在閃耀光柵數(shù)字微鏡部件的驅(qū)動(dòng)電極上施加電壓，在電場(chǎng)力的作用下，閃耀光柵偏轉(zhuǎn)到四個(gè)預(yù)定位置并準(zhǔn)確定位。由于閃耀光柵微鏡僅需在四個(gè)固定的位置上轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可工作于數(shù)字方式，避免了模擬工作方式需精確控制驅(qū)動(dòng)電壓、嚴(yán)格要求加工過程一致性和材料特性一致性的高要求，降低了制造難度。
設(shè)計(jì)和仿真
閃耀光柵數(shù)字微鏡顯示技術(shù)的核心部件基于微機(jī)電系統(tǒng)MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)和制造。設(shè)計(jì)基于MEMS的部件時(shí)，需要進(jìn)行機(jī)電部件運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、基于有限元結(jié)構(gòu)分析的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和微尺度下的動(dòng)力設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)尺度下機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最大區(qū)別在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到將要采用的MEMS制造工藝為半導(dǎo)體工藝。
利用MEMS來構(gòu)建顯示系統(tǒng)，一個(gè)極其重要的指標(biāo)是像素單元能夠控制在多大的尺寸范圍，同時(shí)還要求像素單元要有較高的充填率。對(duì)像素單元尺寸大小以及填充率影響最大的因素是所選擇的微結(jié)構(gòu)致動(dòng)方式。
閃耀光柵數(shù)字微鏡采用靜電力作為驅(qū)動(dòng)力。為確保閃耀光柵數(shù)字微鏡動(dòng)作的準(zhǔn)確性、可靠性和閃耀光柵結(jié)構(gòu)的剛度，閃耀光柵微鏡部件采用 Coventor 公司的CoventorWare軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、靜電力驅(qū)動(dòng)仿真。通過仿真，可以對(duì)部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)完成之后，可利用CoventorWare軟件的工藝仿真模塊進(jìn)行MEMS制造的工藝仿真。從而大幅度地提高開發(fā)速度，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。圖7為改進(jìn)設(shè)計(jì)后的閃耀光柵數(shù)字微鏡部件。
隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，納米級(jí)的壓印技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，閃耀光柵的制造也變得不再困難。滾壓、模壓、灰梯度照相制版蝕刻、涂鍍、磁性平板印刷等工藝技術(shù)均可以實(shí)現(xiàn)低成本制造。而閃耀光柵數(shù)字微鏡的結(jié)構(gòu)本身，則是基于MEMS的表面制造工藝設(shè)計(jì)，采取多次掩膜、沉積、蝕刻的工藝完成制造。
閃耀光柵數(shù)字微鏡的驅(qū)動(dòng)可采用與傳統(tǒng)LCD驅(qū)動(dòng)相類似的方式。與LCD不同的是驅(qū)動(dòng)數(shù)字微鏡并不需要交變電壓，用直流驅(qū)動(dòng)電壓即可。采用基于COMS技術(shù)的有源驅(qū)動(dòng)可以避免直接驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)不足的現(xiàn)象，保證驅(qū)動(dòng)的可靠性。將常規(guī)LCD的驅(qū)動(dòng)部件做適當(dāng)修改，基于LCD的各種驅(qū)動(dòng)技術(shù)就可以用于閃耀光柵數(shù)字微鏡的驅(qū)動(dòng)。典型的驅(qū)動(dòng)模塊可由圖8所包含的驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成。
在傳統(tǒng)的三基色濾片彩色模式中，由于濾色片的顏色不能變換，因此，當(dāng)需要顯示某一基色時(shí)，其余兩基色均處于暗態(tài)，這就降低了顯示系統(tǒng)的亮度和分辨率。在閃耀光柵數(shù)字微鏡中，由于每一個(gè)子像素均能產(chǎn)生三基色和黑色，三個(gè)子像素可以同時(shí)顯示一個(gè)基色，因此可以有效地提高顯示器的亮度和對(duì)比度。不僅如此，如果設(shè)計(jì)新的配色算法還可以提高分辨率。對(duì)于不增加器件就能有效提高亮度和分辨率而言，設(shè)計(jì)新的配色算法是有意義的。
閃耀光柵數(shù)字微鏡的驅(qū)動(dòng)與DMD的驅(qū)動(dòng)相比，由于不需要極高速度的驅(qū)動(dòng)器件，可供選擇的器件會(huì)增加很多，成本也會(huì)大幅度降低，這對(duì)于加速該技術(shù)的開發(fā)速度無疑會(huì)帶來極大的好處。
應(yīng)用前景
閃耀光柵數(shù)字微鏡顯示技術(shù)可以利用太陽光和漫射光作為照明光源，從而有效地延長(zhǎng)便攜應(yīng)用的電池供電時(shí)間。不僅可以形成便于個(gè)人觀看的、近眼顯示的高質(zhì)量畫面，還可以產(chǎn)生供多人觀賞的大幅投影畫面。與DMD、GLV技術(shù)相比，不僅可以用復(fù)合白色光線直接生成彩色畫面，省去了色輪、掃描鏡等部件，而且大大降低驅(qū)動(dòng)元件的速度要求指標(biāo)，從而有效地降低制造成本。和傳統(tǒng)的LCD顯示技術(shù)相比，不僅免去造成光源極大損失的偏振片、濾色片，而且還免去了灌注、堵孔、貼膜等裝配封裝工藝，在提高亮度、對(duì)比度、分辨率的同時(shí)降低了制造成本。
閃耀光柵數(shù)字微鏡顯示技術(shù)是一項(xiàng)既適合于便攜用途，又適合于投影顯示的新技術(shù)，在未來的生活中，將有著極其廣泛的應(yīng)用前景。
