摘要： MEMS技术是在现代微电子技术的基础上发展起来的一门新兴科学技术，是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，它几乎涉及到自然及工程科学的所有学科，如电子、机械、物理、化学、材料、能源和生物医学等；同时MEMS也为上述学科的进一步研究和发展提供了有力的工具[1]。依托MEMS技术，人们期望通过将宏观结构微型化、集成化来探索具有新原理和新功能的元件及系统；将产品的自动化、智能化和可靠性提高到一个崭新的水平。
关键词：显示技术；MEMS
1 MEMS显技术概述
近年来，随着半导体细微加工技术和超精密机械加工技术的发展，微机电系统技术得到了快速的发展。微机电系统是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路于一体的微型器件或系统，使信息的获取、处理和执行片上系统化成为可能。具有微型化、智能化、易于集成、功耗低和适于批量生产等优点。其尺度范围通常是从毫米到微米之间。
MEMS技术是在现代微电子技术的基础上发展起来的一门新兴科学技术，是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，它几乎涉及到自然及工程科学的所有学科，如电子、机械、物理、化学、材料、能源和生物医学等；同时MEMS技术也为上述学科的进一步研究和发展提供了有力的工具。依托MEMS技术，人们期望通过将宏观结构微型化、集成化来探索具有新原理和新功能的元件及系统；将产品的自动化、智能化和可靠性提高到一个崭新的水平。
2 显示技术的发展概况
人们在日常生活当中，每时每刻都在与外部交流信息，其中视觉获取的信息大约占三分之二以上，显示器作为信息表示的手段发挥着重要的作用。全球化实时信息交流的实现使人们对显示器件的需求越来越大，现代生活几乎到处都离不开显示技术和显示设备，日新月异的显示技术和异彩纷呈的显示器件支持并推动着信息化时代的发展。显示器已经在计算机、电视、PDA、手机、户外广告、交通、工业控制等领域得到了广泛的应用。随着对显示器需求的不断增长，显示技术更加多样化。多种新型的显示技术和显示方式正在闪亮登场，企图争夺未来潜在的巨大市场[2-3]。
大屏幕、高清晰度、高亮度和高分辨率是目前显示技术追求的一个发展方向。一般说来，将屏幕显示的对角线尺寸在1米(40英寸)以上的显示称为大屏幕显示，其广泛应用于家庭娱乐、商业展示、教育科研、体育比赛、金融交易、军事指挥、工业控制等领域。在目前的技术条件下，直接显示方式(CRT、LCD、PDP等)比较容易实现屏幕对角线为1米(40英寸)以下的显示，但对于对角线大于1.5米的显示，实现起来比较困难，而且会造成体积庞大、重量较重、成本也相应成倍增加的问题，而投影显示在大屏幕显示方面具有独特的优势。
随着投影显示技术的不断发展，投影显示技术在大屏幕显示中占有的份额越来越大。根据Stanford Resource报道，2007年投影显示产品的市场份额将达到217亿美元。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆面对投影显示的巨大市场，国内外著名制造商都纷纷进入投影显示领域，企图取得有利的位置。 投影显示技术的发展来源于电视和电影的结合。在电视发展的初期，由于画面显示尺寸很小，只能为有限的人所观看。电影主要是在电影院里为很多人共同观看。但是由于电影需要先拍摄成胶片再放映，没有实时性。于是早期研究人员就考虑将电视形成的图像用电影的投影成像方式进行放大，这样既解决了电视画面尺寸有限的问题，又解决了电影不能实时显示的缺点。最初用作光调制器的CRT由于亮度有限，因此投影效果很很差。于是人们试图寻找其它技术来改进投影显示的质量，其中最著名的是基于油膜变形的Eidophor投影机，它曾经在投影显示当中得到广泛的应用。然而，由于基于CRT的电视机越来越普及，CRT的性能得到了不断提高，后来CRT在投影显示当中又得到了一定的应用。随着LCD显示器的不断成熟和发展，笨重的CRT逐渐被LCD所淘汰。上世纪90年代美国TI公司开发的数字微镜(Digital Micromirror Divice)凭借其卓越的性能，甫一出现就在投影仪市场获得了广泛的认可。目前投影显示市场主要为LCD和DMD所占领。
3 基于MEMS 显示技术的发展概况
在上世纪70年代中期，由Westinghouse Research Labs研发出的微镜矩阵显像管可以看着是最早的基于微机械技术的投影显示器。1977年，IBM的Petersen等人研究开发了具有16个单元的阵列型光调制器，通过一个附加的扫描装置，实现投影显示。1980年 Petersen研究开发了基于静电扭曲驱动的扫描微镜，他在一篇文章指出硅微机械技术最终有可能在显示领域得到应用(特别是当基于硅的驱动电路能和微机械结构集成在一起，能对二维微镜进行矩阵式的寻址驱动)。1977年11月，美国德州仪器公司的中心实验室开始从事用于光信息处理的空间光调制器的研究，后来他们把这种光调制器称为变形微镜 (Deformable Mirror Device)。1981年，开发出了用于显示的128×128像素的变形微镜阵列。由于变形微镜存在对比度低等弱点，1987年他们重新设计出了具有双稳态功能的偏转微镜，开创了数字微镜技术。经过一系列的努力，1996年TI向市场推出了基于DMD的数字投影仪，获得了巨大的成功。1992年Stanford大学Dave Bloom教授的学生Olav Solgaard在他的博士论文里提出了基于MEMS技术的光栅光调制器，后来他们将该调制器用于投影显示，称之为光栅光阀(Grating Light Valve, GLV)。2000年Sony获得该技术后，在此基础上又进行了一系列的改进和开发，试图将其用于超大型数字电影。
参考文献
[1] 王立鼎, 刘冲. 微机电系统科学与技术发展趋势[J]. 大连理工大学学报, 2000,40(5):505-508.
[2] C W Mc Laughlin. Progress in projection and large-are displays[C]. Proceedings of the IEEE, 2002, 90(4):521-532.
[3] 新居宏壬, 栗田泰市郎, 酒井重信. 显示器的应用[M]. 科学出版社,2003:1-7.
论文作者:闫思齐1，赵善禄2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年10期
论文发表时间:2018/12/5
标签：技术论文; 调制器论文; 微机论文; 显示器论文; 是在论文; 对角线论文; 系统论文; 《科技新时代》2018年10期论文;