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Pantalla moduladora interferométrica

La pantalla moduladora interferométrica ( IMOD , marca registrada mirasol ) [ 1 ] es una tecnología utilizada en pantallas visuales electrónicas que permite crear diversos color...

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La pantalla moduladora interferométrica ( IMOD , marca registrada mirasol ) [ 1 ] es una tecnología utilizada en pantallas visuales electrónicas que permite crear diversos colores mediante la interferencia de la luz reflejada. El color se selecciona con un modulador de luz conmutado eléctricamente que comprende una cavidad microscópica que se activa y desactiva mediante circuitos integrados controladores similares a los utilizados para 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 dispositivo basado en sistemas microelectromecánicos (MEMS).

En un estado, un subpíxel IMOD absorbe la luz incidente y aparece negro para el observador. En un segundo estado, refleja la luz a una longitud de onda específica, utilizando un efecto de rejilla de difracción . [ 2 ] Cuando no se está utilizando, 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 IMOD de mediados de 2010 podían emitir 15 fotogramas por segundo (fps), [ 3 ] y en noviembre de 2011 Qualcomm demostró otro prototipo que alcanzaba los 30 fps, adecuado para la reproducción de vídeo. El reloj inteligente Qualcomm Toq incorpora esta pantalla con 40 fps. [ 4 ]

Las pantallas Mirasol solo podían reproducir  vídeo a 60 Hz, pero consumían rápidamente la batería. Los dispositivos que utilizaban esta pantalla presentaban colores apagados, por lo que la tecnología nunca llegó a popularizarse.

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 una longitud de onda de luz específica, como un tono determinado de rojo, verde o azul, cuando está encendido, y absorbe la luz (aparece en negro) cuando está apagado. [ 2 ] Los elementos se organizan en una matriz rectangular para formar la pantalla.

Un conjunto de elementos que reflejan el mismo color al encenderse produce una pantalla monocromática, por ejemplo, negra y roja (en este ejemplo, se utilizan elementos IMOD que reflejan luz roja cuando están encendidos). Dado que cada elemento refleja solo una cantidad determinada de luz, agrupar varios elementos del mismo color como subpíxeles permite diferentes niveles de brillo para un píxel en función de la cantidad de elementos reflectantes en un momento dado.

Las pantallas multicolor se crean mediante subpíxeles , cada uno diseñado para reflejar un color específico. Generalmente se utilizan varios elementos de cada color para obtener más combinaciones de colores visibles (mezclando los colores reflejados) y para equilibrar el brillo general del píxel.

Dado que los elementos solo consumen energía para alternar entre los estados de encendido y apagado (no se necesita energía para reflejar o absorber la luz que incide en la pantalla una vez que el elemento está reflejando o absorbiendo), las pantallas basadas en IMOD consumen potencialmente mucha menos energía que las pantallas que generan luz o que necesitan energía constante para mantener los píxeles en un estado determinado. Al ser pantallas reflectantes, 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 , similares en funcionamiento a los interferómetros Fabry-Pérot (etalones). Mientras que un etalón simple consta de dos espejos semitransparentes, 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 ponen la membrana en contacto con la pila de película delgada. Cuando esto sucede, el comportamiento del IMOD cambia al de un absorbedor inducido. La consecuencia es que casi toda la luz incidente es absorbida y no se reflejan colores. Es esta operación binaria la que constituye la base de la aplicación del IMOD en pantallas planas reflectantes. Dado que la pantalla utiliza luz de fuentes ambientales, el brillo de la pantalla aumenta en entornos con alta luminosidad ambiental (es decir, luz solar). En cambio, una pantalla LCD retroiluminada se ve afectada por la luz incidente.

En una pantalla práctica con modelo de color RGB (RGB), un solo píxel RGB se compone de varios subpíxeles, ya que el brillo de un píxel monocromático no se ajusta. Una matriz monocromática de subpíxeles representa diferentes niveles de brillo para cada color, y para cada píxel, existen tres de estas matrices: roja, 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 asumió el desarrollo de esta tecnología tras su 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 registrada "mirasol". [ 10 ] Esta tecnología biomimética de bajo consumo energético se aplica y utiliza en dispositivos electrónicos portátiles como lectores de libros electrónicos y teléfonos móviles . [ 1 ] [ 11 ]

Entre los futuros fabricantes de paneles IMOD se encuentra Qualcomm, en colaboración con Foxlink , tras haber establecido una empresa conjunta con Sollink (高強光電) en 2009, con una futura planta dedicada a la fabricación de paneles IMOD. La producción comenzó en enero de 2011, y los paneles fabricados están destinados a dispositivos como lectores electrónicos.

Desde 2015, el laboratorio de pantallas IMOD Mirasol en Longtan, Taiwán, anteriormente dirigido por Qualcomm, ahora aparentemente está dirigido por Apple. [ 8 ]

Usos

Las pantallas IMOD ya están disponibles en el mercado comercial. Las pantallas de QMT, que utilizan tecnología IMOD, se encuentran en el dispositivo de auriculares Bluetooth estéreo Acoustic Research ARWH1 , el sistema de monitorización Showcare ( Corea ), el Hisense C108, [ 12 ] y aplicaciones MP3 de Freestyle Audio y Skullcandy . En el mercado de teléfonos móviles, los fabricantes taiwaneses Inventec y Cal-Comp han anunciado teléfonos con pantallas mirasol, y LG afirma estar desarrollando "uno o más" teléfonos que utilizan tecnología mirasol. Todos estos productos tienen solo pantallas "bicromáticas" de dos colores (negro más otro). Una pantalla IMOD multicolor se utiliza en el reloj inteligente Qualcomm Toq .

Referencias

  1. 1 2 "Descripción general de la tecnología del modulador interferométrico (IMOD)" (PDF) . Qualcomm. Mayo de 2008. Archivado del original (PDF) el 31 de marzo de 2016. Recuperado el 7 de agosto de 2008 .
  2. 1 2 3 4 Watters, Ethan (12 de junio de 2007). "Diseño de producto, al estilo de la naturaleza" . CNNMoney . Cable News Network. Archivado del original el 30 de agosto de 2016.
  3. ↑ Gabryel (7 de julio de 2010). "Qualcomm mirasol lanza su lector electrónico a color" . Blog de GeeksHive .
  4. ↑ Simonite, Tom (15 de noviembre de 2011). "La pantalla del lector electrónico muestra vídeo a color vibrante" . Technology Review . Instituto Tecnológico de Massachusetts.
  5. ↑ 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 {{citation}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
  6. ↑ Waldrop 2007
  7. 1 2 Patente estadounidense 5835255 , Miles, Mark W., "Matrices moduladoras de espectro visible", publicada el 10 de noviembre de 1998, asignada a Etalon, Inc. 
  8. ^ Daniel Eran Dilger. "Apple se ha hecho cargo del laboratorio de pantallas IMOD Mirasol de Qualcomm en Taiwán" . 2015.
  9. ↑ "Informe tecnológico: Acuerdos: Qualcomm adquirirá Iridigm" . The New York Times . 10 de septiembre de 2004.
  10. ↑ «mirasol» . Qualcomm. Febrero de 2009.
  11. ↑ "Iridiscencia natural aprovechada para pantallas reflectantes" . EE Times. 26 de julio de 2009. Consultado el 5 de mayo de 2011 .
  12. ↑ El teléfono móvil de ultrabajo consumo comenzará 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). "Pantallas brillantes". Scientific American (impreso). 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 bajo el resplandor del sol. 
  • Graham-Rowe, Duncan (octubre de 2007). "Pantallas de papel electrónico muestran vídeo". Technology Review (impreso). Technology Review, Inc. (subtítulo) Una novedosa pantalla de papel electrónico desarrollada por Qualcomm puede ofrecer imágenes de vídeo de alta calidad, lo que la hace más versátil que otras tecnologías de papel electrónico.