LCOS光机原理,LCOS的发光原理

LCOS光机原理

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)属于新型的反射式micro LCD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：

cover glass:防护玻璃
ITO Alignment layer:ITO公共电极层[E’lainmEnt]
Lc material:液晶物质(填充物质)
spacers 间隔镀层(为物质铝)
CMOS substrate: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面板的结构有些类似TFT LCD，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、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。