LCoS又稱(chēng)硅基液晶,其結(jié)構(gòu)是在硅片上利用半導(dǎo)體工藝制作驅(qū)動(dòng)面板(亦稱(chēng)CMOS-LCD),然后在單晶硅片上通過(guò)研磨磨平,并鍍上鋁(Al)作為反射鏡,形成了CMOS基板,再將CMOS基板與涂有透明電極的上玻璃基板粘合,并注入液晶,進(jìn)行封裝而成。
LCOS芯片的典型像素的截面如圖所示,采用了四層金屬,分別用于掃描線、數(shù)據(jù)線、避光層和鋁反射鏡面電極,一層液晶層,一層ITO透明電極以及一層玻璃基板。
LCOS芯片從下向上的第一層是硅基的IC芯片,采用互補(bǔ)金氧化半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor;CMOS)工藝制造。在CMOS上面為拋光的鋁鍍層,用于提供電極和光線反界面射面。在鋁金屬層上要涂布液晶分子,并采用網(wǎng)格狀的框架分割成像素。LCOS芯片最上面一層是透明ITO電極和玻璃基板層。LCOS芯片結(jié)構(gòu)中,采用現(xiàn)代CMOS制造工藝的IC驅(qū)動(dòng)層是整塊芯片的控制中樞。
從像素結(jié)構(gòu)上講,LCOS芯片背面的CMOS有源顯示驅(qū)動(dòng)矩陣為每一個(gè)像素提供了包括開(kāi)關(guān)(NMOS晶體管)、存儲(chǔ)電容和在它們上面的鋁反射電極。工作的時(shí)候,NMOS晶體管控制列數(shù)據(jù)線對(duì)液晶像素充電,而存儲(chǔ)電容中的充電電荷建立了相對(duì)于控制電極的電壓差。于是上部的液晶分子按照電壓取向和強(qiáng)度進(jìn)行偏轉(zhuǎn),從而控制出入光線的多少,形成灰階圖像。
LCOS顯示技術(shù)結(jié)構(gòu)原理
至于三片式的LCOS成像系統(tǒng),則比較類(lèi)似于3LCD技術(shù)。首先將投影機(jī)燈泡發(fā)出的白色光線,通過(guò)分光系統(tǒng)系統(tǒng)分成紅綠藍(lán)三原色的光線,然后,每一個(gè)原色光線照射到一塊反射式的LCOS芯片上,系統(tǒng)通過(guò)控制LCOS面板上液晶分子的狀態(tài)來(lái)改變?cè)搲K芯片每個(gè)像素點(diǎn)反射光線的強(qiáng)弱,最后經(jīng)過(guò)LCOS反射的光線通過(guò)必要的光學(xué)折射匯聚成一束光線,經(jīng)過(guò)投影機(jī)鏡頭照射到屏幕上,形成彩色的圖像。
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這種成像系統(tǒng)在光源光線參與成像的利用率上能夠達(dá)到單片式成像系統(tǒng)的一倍左右。同時(shí)因此,同樣的光源和電力消耗可以產(chǎn)生更加明亮的最終畫(huà)面。同時(shí),由于避免了單片式DLP時(shí)序成像的缺陷,三片式LCOS投影系統(tǒng)也能產(chǎn)生出更加飽和、豐滿(mǎn)的色彩,并且不會(huì)出現(xiàn)困擾單片式DLP成像系統(tǒng)的彩虹畫(huà)面問(wèn)題。