LCOS光機(jī)原理

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)屬于新型的反射式micro LCD投影技術(shù)，它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，用先進(jìn)工藝磨平后鍍上鋁當(dāng)作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LCOS將控制電路放置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而達(dá)到更大的光輸出和更高的分辨率。

下圖是LCOS液晶封裝層次的斷面剖析圖：

LCOS也可視為L(zhǎng)CD的一種，傳統(tǒng)的LCD是做在玻璃基板上，LCOS則是做在硅晶圓上。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則采用反射式投射，光利用效率可達(dá)80%以上，而且它的最大優(yōu)勢(shì)是可利用目前廣泛使用、便宜的CMOS制作技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，毋需額外的投資，并可隨半導(dǎo)體制程快速的微細(xì)化，逐步提高解析度。反觀高溫多晶硅LCD則需要單獨(dú)投資設(shè)備，而且屬于特殊制程，成本不易降低。LCOS面板的結(jié)構(gòu)有些類似TFT LCD，一樣是在上下二層基板中間分布Spacer以加以隔絕后，再填充液晶于基板間形成光閥，藉由電路的開(kāi)關(guān)以推動(dòng)液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以決定畫(huà)面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導(dǎo)電玻璃，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質(zhì)是單晶硅，因此擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶硅可形成較細(xì)的線路，因此與現(xiàn)有的LCD及DLP投影面板相比較，LCOS是一種很容易達(dá)到高解析度的新型投影技術(shù)。

LCOS的發(fā)光原理

LCoS電視機(jī)產(chǎn)生畫(huà)面需要經(jīng)過(guò)若干步驟。這一過(guò)程涉及到一個(gè)高強(qiáng)度燈泡、布置在一個(gè)立方體中的一系列反光鏡和微型器件、一個(gè)棱鏡和一個(gè)投影透鏡。下面介紹在整個(gè)過(guò)程中都發(fā)生了什么事情：

1. 燈泡產(chǎn)生一束白光。
2. 光束穿過(guò)一個(gè)聚光透鏡（負(fù)責(zé)聚焦和對(duì)準(zhǔn)光線）。它還會(huì)穿過(guò)一個(gè)濾光器（只允許可見(jiàn)光通過(guò)），這樣可以使其他元件免受損害。
3. 通過(guò)以下兩種方式之一，這束白光被分解成了紅色、綠色和藍(lán)色光：
1. 光束穿過(guò)一個(gè)偏振光束分光器（PBS），它把光分解為三個(gè)光束，這些光束分別穿過(guò)增加紅色、綠色和藍(lán)色的濾光器。
2. 光束穿過(guò)一系列分色鏡，這些分色鏡能夠反射某些波長(zhǎng)的光線而允許其余光線穿過(guò)。例如，分色鏡可以把紅光從白光中分離出去，留下藍(lán)光和綠光，而另一面分色鏡可以再把綠光分離出來(lái)，只留下藍(lán)光。
4. 剛剛產(chǎn)生的彩色光束同時(shí)與三個(gè)LCoS微型器件之一相接觸——它們分別對(duì)應(yīng)紅光、綠光和藍(lán)光。在下一節(jié)，我們將介紹這些器件。
5. 這些微型器件反射出來(lái)的光線穿過(guò)一個(gè)棱鏡，這個(gè)棱鏡能夠?qū)⑦@些光線組合在一起。
6. 然后，棱鏡把光線（它們現(xiàn)在產(chǎn)生了一個(gè)全色影像）投射到一個(gè)投影透鏡中，這個(gè)透鏡再把影像放大并顯示到屏幕上。