Interferometric Color Display Using Micromechanically Coupled Digital Mirror Arrays

We present interferometric modulators that reproduce RGB colors through the selective actuation of mechanically coupled mirror arrays having identical air gaps. The conventional transmittive interferometric modulators need additional backlights, which leads to high power consumption. The previous reflective interferometric modulators using ambient lights need three different air gaps for reproducing the three RGB colors, thus giving rise to process complexity. For process simplicity, we propose the use of reflective interferometric modulators that are capable of producing green, blue, red, and black colors with the aid of mechanically coupled mirrors with identical air gaps. In an experimental study, the present interferometric modulators reproduce green, blue, and red colors at the switching modes (000), (010), and (101). The spectrum peaks for the colors are measured at the wavelengths $511{\pm}5nm$, $478{\pm}3nm$, and $644{\pm}9nm$, respectively, with the bandwidths being $60{\pm}1nm$, $45{\pm}2nm$, and $105{\pm}4nm$, respectively; further, the maximum intensities of the colors are $77{\pm}5%$, $73{\pm}2%$, and $81{\pm}5%$, respectively. The black spectrum is measured below the intensity of $27{\pm}0%$. Thus, we experimentally demonstrate the color reproduction capability of interferometric modulators fabricated by using a simple process.

기계적으로 연동된 디지털 미소거울을 이용한 광간섭형 컬러 디스플레이 구현

본 논문에서는 디스플레이 응용을 위해 동일한 크기를 갖는 공극을 가지며 기계적으로 연동된 미소거울들의 선택적인 구동을 사용하여 RGB 컬러를 재현하는 반사형 간섭 변조기를 제안한다. 기존의 투과형 간섭변조기는 별도의 배면 광원이 필요하기 때문에 전력 소모가 크며, 기존의 반사형 간섭 변조기는 세 가지 RGB 색상을 구현하기 위해서 서로 다른 크기를 갖는 3 개의 공극이 필요하기 때문에 공정이 복잡하다. 본 논문에서 제안하는 반사형 간섭 변조기는 간단한 공정을 위해 동일한 크기를 갖는 1 개의 공극을 가지며 기계적으로 연동된 미소거울의 디지털 구동을 통하여 세 가지 RGB 색상을 재현한다. 실험에서 제안하는 간섭 변조기는 스위칭 모드 (000), (010), (101)에서 각각 초록, 파랑, 빨강의 색상을 재현하였으며, 측정된 스펙트럼 피크치에서의 파장은 각각 $511{\pm}5nm$, $478{\pm}5nm$, $644{\pm}9nm$였고, 대역폭은 각각 $60{\pm}1nm$, $45{\pm}2nm$, $105{\pm}4nm$였고, 반사세기는 각각 $77{\pm}5%$, $73{\pm}2%$, $81{\pm}5%$이었다. 측정된 검정에 대한 스펙트럼의 반사세기는 $27{\pm}0%$ 이하로 측정되었다. 본 논문에서는 디스플레이 응용을 위해 간단한 공정으로 제작이 가능한 간섭 변조기의 색재현 성능을 실험적으로 검증하였다.