LCOS是一種2000年后發(fā)展起來的新型顯示技術(shù)尉桩，相較于傳統(tǒng)的LCD顯示。LCOS可以將像元做得很小贪庙，具有光能利用率高蜘犁，圖像解析
度高等優(yōu)點。曾因制造工藝限制屢受挫折止邮，卻因其出色的表現(xiàn)这橙，尤其在高清顯示和智能近眼顯示行業(yè)已經(jīng)占有一席之地。 可以被做成
體積小析恋、重量輕的投影模塊，在汽車抬頭顯示盛卡、VR眼鏡助隧、智能檢測等領(lǐng)域有著很好的應用前景。
LCOS是一種2000年后發(fā)展起來的新型顯示技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的LCD顯示并村。LCOS可以將像元做得很小巍实，具有光能利用率高，圖像解析
度高等優(yōu)點哩牍。曾因制造工藝限制屢受挫折棚潦，卻因其出色的表現(xiàn)，尤其在高清顯示和智能近眼顯示行業(yè)已經(jīng)占有一席之地膝昆。 可以被做成
體積小丸边、重量輕的投影模塊，在汽車抬頭顯示荚孵、VR眼鏡妹窖、智能檢測等領(lǐng)域有著很好的應用前景。
圖1 LCOS像素結(jié)構(gòu)示意圖
LCOS芯片通常主要由硬質(zhì)基板（Rigidiser/Stiffener）收叶、柔性電路（Flexi-circuit）骄呼、半導體Si層（涂覆有鋁反射層的cmos結(jié)構(gòu)）判没、鐵
電液晶層（FLC）蜓萄、透明前電極（Front Electrode）以及鍍有增透膜的窗口玻璃等部分組成。相較于LCD的透射式顯示澄峰，LCOS可以將
像元做到微米級嫉沽，遠遠小于LCD的像元尺寸。此外摊阀，LCOS采用反射式結(jié)構(gòu)耻蛇，即LCOS只有一個光學面，這樣我們就可以在芯片的背面
布線胞此，而無需引出大量導線，這有利于芯片的集成跃捣，提高芯片的壽命和穩(wěn)定性漱牵。
圖2 LCOS結(jié)構(gòu)剖析圖
LCOS的結(jié)構(gòu)如上圖所示，其中：
柔性電路（Flexi-circuit）和引線（Wire bond）：將外部驅(qū)動電路板接口上的信號傳輸?shù)桨雽w硅層（Si backplane）疚漆。
半導體硅層：該層是頂層涂覆有Al材質(zhì)的可以位尋址的CMOS芯片。
像素間間隙（Inter-pixel gap）：每一個鋁微鏡之間存在間隙娶聘，以保證每個微鏡是電隔離的闻镶。
集成墊片（Integrated spacer）：存在于硅層和前玻璃面板之間，用來支撐起前面板玻璃（cover-glass）丸升，維持硅層和前面板之間铆农，
0.8um的液晶層（FLC）厚度。
液晶層：在像素兩端施加電壓后狡耻，液晶分子發(fā)生扭轉(zhuǎn)墩剖。當合適方向的線偏振光入射到液晶層猴凹，偏振方向?qū)l(fā)生變化。起到1/4波片的作
用岭皂，是芯片上實現(xiàn)光調(diào)制的部分郊霎。
取向膜（alignment layer）：與FLC相鄰的硅和玻璃表面上的薄材料層。 它用于建立FLC分子的所需方向爷绘。
前電極（ITO coating）：ITO是一種透明導電材料书劝，它被用作FLC與像素鏡電極相對側(cè)的電極。
增透膜（AR coating）：減少窗口玻璃在可見光范圍內(nèi)的窗口反射率土至，在寬光譜（430nm to 670nm）范圍內(nèi)庄撮，窗口反射率低于0.5%。
圖3 左：像素的兩種狀態(tài)
圖3左圖顯示了顯示器如何改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)毙籽。為了簡化概念洞斯，圖中顯示了光“通過”鏡子而不是反射到鏡子上的路徑。這樣就更容
易看到相對于顯示器光軸的光的偏振狀態(tài)的方向坑赡±尤纾基本上，顯示器的工作方式要么是改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)毅否，要么是不改變亚铁。這允許顯
示器分別顯示為亮或暗。在硅背板的控制下螟加，鐵電液晶(FLC)的光軸可以在兩個方向之間切換，從而實現(xiàn)了顯示器的這種性能捆探。FLC的
厚度和雙折射的組合產(chǎn)生了優(yōu)化到555nm(人類視覺系統(tǒng)的峰值響應波長)的四分之一波板(QWP)然爆。理想狀態(tài)下，“亮狀態(tài)”的光經(jīng)顯示器
后偏振方向旋轉(zhuǎn)90度黍图，而“暗”狀態(tài)的光經(jīng)顯示器后曾雕，偏振方向不發(fā)生變化。
圖4 PBS晶體光路
進出顯示器的入射光和反射光必須在空間上分開助被。這通常使用分光器來實現(xiàn)剖张，最有效的方法是使用偏振分光器(PBS)。PBS是一種反射
偏振器揩环，常用的偏振面與入射光束成45度角搔弄。它可以被用來從一個非偏振光源產(chǎn)生兩束正交偏振光，也可以根據(jù)偏振光的方向選擇性
地反射或透射光丰滑。圖4說明了這一點顾犹，它顯示了入射到PBS上的非偏振光和從PBS中輸出的兩個正交偏振態(tài)。這也顯示了標記
為“s”和“p”的兩個輸出偏振狀態(tài)，這是描述關(guān)于a的偏振方向的標準方法分光鏡蹦渣『逦撸“s”來自德語單詞“senkrecht”，意思是垂直的柬唯。即偏振
方向垂直于反射面认臊，反射面是包含入射光束和輸出光束的面和法線面〕荩“p”來自英語或德語中的“平行”失晴。 則可以利用下圖的結(jié)構(gòu)，來實
現(xiàn)LCOS的顯示拘央。
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