LCOS简介-ZOL博客

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)属于新型的反射式 MICRO LCD投影技术,其结构是在硅片上,利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS-LCD),然后在电晶体上透过研磨技术磨平,并镀上铝当作反射镜,形成CMOS基板,然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合,再注入液晶,进行封装测试。见图 1。在单晶硅片上集成CMOS和存贮电容器的阵列,通过开孔把漏电极和像素电极连结,像素电极用铝做成反射电极。为防止强光照射沟道,加一层金属档光层。另一侧基板是ITO电极的玻璃板。液晶层盒厚爱像素尺寸限制,一般盒厚取几微米。LC0S前投影放大倍数大,显示区内不能用控制盒厚的隔垫物,或者盒厚取小于2微米,可用隔垫物。

LCOS投影机的基本原理与LCD投影机相似,只是LCOS投影机是利用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号,与LCD投影机{zd0}的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD作调变,属于穿透式,而LCOS投影机中是利用反射的架构,所以光源发射出来的光并不会穿透LCOS面板,属于反射式。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板及反射层,然后再涂布液晶层后,以玻璃平板封装。

2.2 投影显示系统架构

LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板,因此无法让光线直接穿过,其分光合光系统设计和LCD投影机有些不同,通常需要在分光合光系统中利用偏极化分光镜(Polarization Beam Spliter;PBS),将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分开。

(a)偏极化分光镜(PBS)的功能: 

PBS是由两个45度等腰直角棱镜底边粘合的而成的棱镜,当非线性偏极化光入射PBS时,PBS会反射入射光的S偏光(垂直入射线平面),并且让P偏光(平行入射线平面)通过。

(b)主要结构:

图2是LCOS投影结构系统,用金属卤化物灯(亮度6000流明以上)或氖灯(亮度60000流明),用抛物面反射镜过滤紫外光和红外光,再用冷反射镜过滤红外光,通过聚焦透镜和复眼透镜得到均匀的平行光,然后分色镜分光,再通过PBS得到偏振光,通过LCOS反射进行合成并通过变焦透镜投影到屏幕。LCOS投影机与LCD投影机的主要结构在导光及分光合光部分的设计大同小异,只是在LCOS投影机系统中,LCOS面板前均多加了PBS。

由光源所发出的光经由Dichroic Mirror(双色镜)后分成R、G、B三色光,此三色光分别通过各自的PBS后,会反射S偏光进入LCOS面板,当液晶显示为亮态时,S偏光将改变成P偏光,{zh1}以双色棱镜(Dichroic Prism)组合调变过的三道偏极光,投射至屏幕处得到影像。

简单来说,LCOS是直接与显像管(CRT)投影技术、高温多晶硅液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技术、DMD(Digital Micromirror Device)数据光学处理(DLP; Digital Light Projector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟,故LCOS可成为投影显示技术的新主流。

另外还有一种离轴光学投影系统。入射光和反射光分开,不用PBS。而用偏振膜,对比度高,但体积稍微大一些。具体结构见图3。

 

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