LCOS技术知识集锦

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1、LCOS技术知识集锦LCOS光机原理LCOS(LiquidCrystalonSilicon)属于新型的反射式microLCD投影技术，它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片，用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合，再注入液晶封装而成。LCOS将控制电路放置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而达到更大的光输出和更高的分辨率。下图是LCOS液晶封装层次的断面剖析图：coverglass:防护玻璃ITOAlignmentlayer:ITO公共电极层[E’lainm

2、Ent]Lcmaterial:液晶物质(填充物质)spacers间隔镀层(为物质铝)CMOSsubstrate:CMOS基板LCOS也可视为LCD的一种，传统的LCD是做在玻璃基板上，LCOS则是做在硅晶圆上。前者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，解析度不易提高;LCOS则采用反射式投射，光利用效率可达80%以上，而且它的最大优势是可利用目前广泛使用、便宜的CMOS制作技术来生产，毋需额外的投资，并可随半导体制程快速的微细化，逐步提高解析度。反观高温多晶硅LCD则需要单独投资设备，而且属于特殊制程，成本不易降低。LCOS面板的结构有

3、些类似TFTLCD，一样是在上下二层基板中间分布Spacer以加以隔绝后，再填充液晶于基板间形成光阀，藉由电路的开关以推动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。LCOS面板的上基板是ITO导电玻璃，下基板是涂有液晶硅的CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶硅，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路，因此与现有的LCD及DLP投影面板相比较，LCOS是一种很容易达到高解析度的新型投影技术。LCOS的发光原理LCoS电视机产生画面需要经过若干步骤。这一过程涉及到一个高强度灯泡、布置在一个立方体中的一系列反光镜和微型器件

4、、一个棱镜和一个投影透镜。下面介绍在整个过程中都发生了什么事情：1.灯泡产生一束白光。2.光束穿过一个聚光透镜（负责聚焦和对准光线）。它还会穿过一个滤光器（只允许可见光通过），这样可以使其他元件免受损害。3.通过以下两种方式之一，这束白光被分解成了红色、绿色和蓝色光：1.光束穿过一个偏振光束分光器（PBS），它把光分解为三个光束，这些光束分别穿过增加红色、绿色和蓝色的滤光器。2.光束穿过一系列分色镜，这些分色镜能够反射某些波长的光线而允许其余光线穿过。例如，分色镜可以把红光从白光中分离出去，留下蓝光和绿光，而另一面分色镜可以再把绿光分离出来，只留

5、下蓝光。4.刚刚产生的彩色光束同时与三个LCoS微型器件之一相接触——它们分别对应红光、绿光和蓝光。在下一节，我们将介绍这些器件。5.这些微型器件反射出来的光线穿过一个棱镜，这个棱镜能够将这些光线组合在一起。6.然后，棱镜把光线（它们现在产生了一个全色影像）投射到一个投影透镜中，这个透镜再把影像放大并显示到屏幕上。LCoS微型器件LCoS微型器件把液晶层放在一个透明的薄膜晶体管（TFT）和一个硅半导体之间，而不是像LCD那样把液晶放在两片极化面板之间。这个半导体具有能够反射光线的、失真的表面。由灯泡发出的光透过一个偏振滤光器投射到微型器件上，而液

6、晶起着像门或阀那样的作用，控制到达反射面的光线的数量。特定像素的晶体接收到的电压越高，该晶体允许通过的光线也就越多。完成整个过程需要若干层不同的材质。下面从下到上介绍了LCoS微型器件的组成部分及其功能：·印刷电路板（PCB）：将指令和电流从电视机传输到微型器件·硅（芯片或传感器）：使用来自电视机像素驱动程序的数据来控制液晶，通常为每个像素使用一个晶体管·反射涂层：反射光线以产生画面·液晶：控制到达或离开反射涂层的光线的数量·对准层：使液晶能够正确对准，从而能够精确地校准光线·透明电极：与硅和液晶一起组成完整的电路·玻盖：保护和密封整个系统确切的

7、材料和构造因制造商的不同而有所区别。有些微型器件使用向列液晶，有些则使用铁电液晶。有些使用有机对准层，他们会随着使用时间的延长和高强度曝光而分解。有些使用光敏材料和光线来控制到达液晶的脉冲。晶体相对于反射面的方位在电流作用下会改变。大多数在电流关闭时几乎与反射面正交，而在电流打开时与其斜交。一般来说，LCoS设备的像素间只有非常小的间隙。像素间距——两个相同颜色像素之间的水平距离——为8至20微米（10-6）。这可以减小或消除在一些DLP电视机上出现的“纱门”效应，从而有助于使影像保持平滑和均匀。LCOS光学引擎架构LCOS光学引擎架构大致可分为

8、两种，三片式光学引擎和单片式光学引擎。1、三片式光学引擎LCOS光学引擎目前以三片式为主，三片式是将光源经分光棱镜将光束分为红、蓝、绿光