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由于普通液晶顯示器采用透射式工作方式，會(huì)造成照射光被吸收，從而導(dǎo)致亮度不高，其用途也受到一定的限制。而硅基液晶（Liquid Crystal On Silicon，LCOS）顯示器采用了反射式裝置，在功耗相同的情況下，光源產(chǎn)生的光將更多地通過(guò)光學(xué)傳輸介質(zhì)，提高了顯示器亮度。

LCOS顯示是一種新型微顯示技術(shù)，也是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù)，稱為數(shù)字硅基反射液晶顯示技術(shù)，它采用半導(dǎo)體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。CMOS芯片上涂有薄薄的一層液晶，控制電路置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而實(shí)現(xiàn)更大的光輸出和更高的分辨率。

一、硅基液晶顯示器的結(jié)構(gòu)

硅基液晶是由Aurora Systems融合半導(dǎo)體和液晶兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在2000年開發(fā)出的分辨率更高、價(jià)格卻可能更低的新技術(shù)。由于LCOS采用半導(dǎo)體的方式來(lái)控制分辨率，而較高的分辨率又導(dǎo)致較小的畫面顆粒，所以畫質(zhì)自然真實(shí)。LCOS技術(shù)代表了倍頻掃描電視和電腦顯示器的完美結(jié)合，分割畫面和多重掃描可使其應(yīng)用多樣化、生活化和人性化。

LCOS面板的結(jié)構(gòu)有些類似TFTLCD，在上下兩層基板中間撒布間隔物（Spacer）以便加以隔絕，然后在基板間填充液晶以形成光閥，這樣便可以由電路的開關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以決定畫面的明暗。與TFTLCD面板不同的是，LCD上下兩面都以玻璃作為基板，而LCOS僅上面采用1T0導(dǎo)電玻璃，底層基板則是硅晶圓CMOS基板（玻璃基片與CMOS硅芯片之間的間隔是2μm），將液晶材料涂于CMOS硅芯片表層，芯片包含了控制電路，并在表層涂有反射層。

LCOS結(jié)構(gòu)包括CMOS基板、ITO玻璃、配向?qū)?、間隔物與液晶層等，如圖1所示。

圖1 LCOS的結(jié)構(gòu)

由圖1可知，在芯片外部或者內(nèi)圈設(shè)置有隔離器以保持盒厚的均勻性（盒厚只有1μm左右）：配向?qū)涌梢源_保液晶分子趨向一致；由于液晶需通過(guò)一部分電流，因而在晶體上部加設(shè)了一個(gè)次級(jí)透明電極；玻璃基板用以保護(hù)液晶和穩(wěn)定液晶的位置。反射電極層位于液晶層的下面，而像素地址尋址的各種控制電極和電極間的絕緣層位于反射電極層的下面，整個(gè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)立體排列方式。

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遷移率，而且單晶硅可制作成較細(xì)的線路，與現(xiàn)有的HTPS LCD及DLP投影面板相比較，LCOS更容易達(dá)到高分辨率的投影技術(shù)。由于LCOS液晶板的光圈比率可以達(dá)93%，因此其分辨率可以很高。

在LCOS微顯示器中，采用的是扭曲向列相液晶材料，當(dāng)電流到達(dá)液晶體時(shí)，液晶分子的扭曲程度會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)這個(gè)原理，光束要首先通過(guò)一個(gè)起偏器以使光波傳播保持特定的偏振方向，然后在液晶介質(zhì)中光的偏振方向隨著液晶分子的扭曲方向的變化而變化，接著光束又經(jīng)過(guò)LCOS反射表面的定向反射，然后穿過(guò)一個(gè)檢偏器。

二、LCOS投影顯示器的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)

（1）DLCOS投影顯示器的工作原理。LCOS投影顯示的原理與LCD投影機(jī)一樣，只是LCD投影機(jī)是利用光源穿過(guò)LCD面板做調(diào)變的，而LCOS面板以CMOS芯片的電路基板及反射層，然后涂布液晶層后，以玻璃平板封裝。該制作過(guò)程的關(guān)鍵在于如何使得上下兩塊面板之間保持平坦平行，尤其是對(duì)于較大尺寸的LCOS面板。

因此，LCOS投影顯示器的工作原理是，單晶硅片下面制造了控制電路，可控制每個(gè)液晶像素的工作狀態(tài)；當(dāng)穿過(guò)液晶像素的光被下層硅片上的反射電極反射回去，再次穿過(guò)液晶像素時(shí)，利用液晶分子對(duì)光源透過(guò)率的改變，而形成圖像光信號(hào)；這種圖像光信號(hào)，再通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)和投影系統(tǒng)，把圖像光信號(hào)聚焦、放大而投射到屏幕上，以形成彩色圖像。

LCOS投影顯示器有單片LCOS投影顯示器和三片LCOS投影顯示器兩種。

（2）LCOS投影顯示器的優(yōu)點(diǎn)。

•與LCD顯示器的優(yōu)點(diǎn)大致相同，圖像失真小，屬固定分辨率顯示器件，全屏清晰度相同，會(huì)聚不受地磁場(chǎng)影響：

•易于實(shí)現(xiàn)平板顯示，易于實(shí)現(xiàn)逐行尋址和高場(chǎng)頻顯示，可以消除行間閃爍和圖像大面積閃爍：

•三片式LCOS投影顯示亮度高，開口率（也稱為填充因子）可達(dá)90%；

•分辯率高，有可能實(shí)現(xiàn)HDTV顯示。

（3）LCOS投影顯示器的缺點(diǎn)。

•成品率低，售價(jià)高，但面板制作易于小型化，現(xiàn)有多家廠商投入研發(fā)，可形成降低成本的空間；

•芯片制造困難；

•投影燈泡壽命短。