硅基液晶显示器(LCoS)核心——显示系统芯片的设计分析

LCo S的核心——显示芯片既不同于普遍的 IC芯片 ,又非传统的TFT-LCD驱动电路与显示矩阵简单组合的芯片 ,而是一块多功能、多结构、与现代 CMOS制造工艺息息相关的片上系统 ( SOC:system on chip) ,即整个显示系统集成到一个芯片上 ,因此 SOC类芯片的设计必须全盘考虑整个系统的各种情况 ,也正是因为如此综合周全 ,与普通 IC组成的系统相比 ,SOC可以在同样的工艺技术条件下 ,实现更高性能的系统指标。以新型的系统芯片方式设计生产的新一代微型显示器—— LCo S应用前景预计将非常广阔。

LCoS(硅基液晶)显示屏设计与应用

讨论LCoS显示器的结构和用途,给出了LCoS显示芯片的设计方法及其实际设计结果。LCoS显示屏是一种反射式液晶显示器,其周边驱动器和有源像素矩阵使用CMOS技术制作在单晶硅衬底上,并以晶片为基底封液晶盒,因而拥有小尺寸和高显示分辨率的双重特性。

硅基液晶(LCOS)与电光特性

文章以向列相液晶的弹性理论和Jones矩阵方法为研究基础,给出了90°MTN模式的电压-反射率实验曲线,概述了硅基液晶(LCOS)所使用的反射式显示模式的电压开态特性。对红、绿、蓝三色光,给出了90°MTN和SCTN两种模式的电压-反射率特性曲线,强调了电压开态下的色散效应。对于5V的暗态工作电压,给出了TN-ECB-1和45°MTN两种模式对比度随盒厚的变化曲线。

硅基液晶(LCOS)与反射显示模式的关态特性

文章概述了硅基液晶(LCOS)所使用的反射式显示模式的关态特性,研究基础是均匀扭曲液晶盒的Jones矩阵,同时介绍了郭海成提出的参数空间方法和基于光学等价定理的"理想"模式,并强调了显示模式本身引起的光学色散,而光的利用率要求备选模式落在参数空间曲线的极值点附近。

硅基液晶(LCoS)微显示技术

由于科技的发展和不同应用需求的提出,在过去的几十年时间内,新型显示技术层出不穷。但是,在微显示领域,由于可以在成本、显示性能、功耗和屏幕尺寸等方面实现性能的综合优化,硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCoS)显示技术具有其独有的优势。LCoS微显示基于集成电路工艺实现,需高度集成电路和显示器件。随着集成电路技术的发展以及加工精度的提高,LCoS有望在保证其显示性能的前提下进一步实现显示微缩化,并成为微显示领域的主流。阐述了LCoS显示技术的原理和特性,以及国内外LCoS显示技术的发展现状,为LCoS显示从架构、方案及电路设计等方面提供了技术参考。

硅基液晶(LCOS)与动力学响应特性

文章在实验上给出了硅基液晶(LCOS)所用90°MTN的反射率-时间响应曲线,引入了光学响应意义上的上升时间和下降时间,并基于液晶动力学理论和Jones矩阵方法对60°MTN盒进行了数值计算,证实了上升时间随电压增加而减小,下降时间不依赖于初始电压,同时指出了光学响应时间与指向矢取向时间的区别。

垂面取向硅基液晶(VA-LCOS)电光特性与脐缺陷弹性能的近似描述

基于光学Jones方法,计算模拟垂面排列(VA)LCOS的电光特性。在VA-LCOS工艺中,由于垂面锚泊的无限度简并,会出现"脐"缺陷,并且是成对的。在这里,"脐"缺陷可以近似描述成线缺陷,进而介绍了单个"脐"缺陷的弹性能量,以及"脐"缺陷间的相互作用。

液晶硅(LCOS)技术研究与应用

新型微显示技术——液晶硅显示技术LCOS是一种全新的数码成像技术,也称数字硅基反射液晶显示技术,具有大屏幕、高亮度、高分辨率、省电等诸多优势,用LCOS技术制作高分辨率光阀的方法逐渐在平板显示界占有一席之地。本文对LCOS的结构和原理以及发展趋势和市场走向以及应用作了较详细的分析。

基于硅基液晶拼接的高对比度动态星模拟器光学系统

针对基于硅基液晶(LCOS)拼接技术的动态星模拟器对比度低,无法在星图识别过程中为星敏感器提供全部有效目标的问题,提出通过抑制光学系统杂散光来提高LCOS拼接动态星模拟器对比度的方法,讨论了偏振度对于杂散光的影响,并推导出入射角与偏振度的函数关系。设计了抑制杂散光的光学系统,该系统包括利用复合抛物面聚光器(CPC)结合望远系统组成照明光源,配合多棱镜的1/4波片和视场角不小于11°的准直光学系统。在截止频率为60lp/mm,视场角小于±5°的情况下,该准直系统的调制传递函数(MTF)大于0.7。实验显示:该高对比度LCOS拼接动态星模拟器的星间角距误差小于18″,相对于传统型的星模拟器杂散光降低了2.38倍,其在保证精度的条件下,降低了动态星模拟器的背景噪声,提高了动态星图的可识别率,基本可以满足星敏感器在多星等条件下的对精度和动态特性的需求。

彩色硅基液晶显示芯片的研制

设计了一种适合 ＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）显示技术彩色化的时序彩色方式及其相应的电路结构，叙述了运用“自顶向下”的现代ＥＤＡ设计方法，在Ｃａｄｅｎｃｅ平台上按照常规０．６μｍ的 ｎ－阱双层金属 ＣＭＯＳ艺研制彩色 ＬＣｏＳ显示芯片的全过程，并给出部分电路版图。

基于LCOS拼接技术的动态星模拟器光学系统设计

为了满足动态星模拟器大视场、高精度的技术要求,针对传统星模拟器光学系统的技术特点,提出了一种基于硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCOS)光学拼接技术的动态星模拟器光学系统设计方案。结合动态星模拟器的技术指标,使用LCOS作为星图显示的核心器件,通过LCOS光学拼接技术来实现星图显示覆盖全视场并满足拼接误差≤10″的拼接结果。根据动态星模拟器的工作原理,设计小畸变、平场复消色差的准直光学系统以实现动态星模拟器实时准确模拟星点,其设计结果表明:在10.2°视场角内准直光学系统相对畸变≤0.025%,调制传递函数(modulation transfer function,MTF)在60 lp/mm达到0.7。通过经纬仪实际测量,其星对角距误差≤25″,单像元等效张角误差≤6″,满足设计指标中的要求。

二代树状碳硅烷液晶研究——端基含36个己氧基偶氮苯介晶基元

用发散法合成周边含36个己氧基偶氮苯介晶基元(M3)端基的新的二代树状碳硅烷液晶(D2),并用元素分析、氢谱、激光质谱、红外光谱、紫外-可见光谱、偏光显微镜,DSC和WAXD法进行表征。D2为向列相,与M3相同.D2液晶态相行为是K90N105I1l3N75K,D2熔点比M3降低26～33℃,D2清亮点比M3降低3～15℃,D2液晶态温区比M3加宽11～30℃。D2和一代树状物D1的相态由介晶基元相态决定。D2熔点比D1降低2～3℃。D2清亮点比D1降低11～21℃,D2液晶态温区比D1减少8～19℃。

一种新型硅基液晶微显示器件像素电路的研究

设计了一种新型硅基微显示器件场缓存像素电路结构,并通过SPICE模拟与其他像素电路做比较,分析了其电路特点。新型像素结构可使在电压保持期间影响液晶电容电压的晶体管数量降到最低,从而提高了像素电容的电压保持率,降低了闪烁,并减小了电磁干扰对像素电压的影响,提高了器件可靠性,同时提高了对光照的承受能力及对温度变化的适应能力,改善了显示品质,适用于高亮度显示器件。

纯相位菲涅尔全息图的反馈迭代算法及其硅基液晶显示

研究了纯相位菲涅尔计算全息图的制作方法,给出了一种生成纯相位菲涅尔计算全息图的算法.首先研究了菲涅尔衍射的数值模拟算法,分析了两种数值模拟算法的计算速度.将计算速度较快的菲涅尔衍射数值模拟算法和迭代算法相结合,并引入比例反馈,得到纯相位菲涅尔计算全息图的反馈迭代算法.其次,对比例反馈系数的选取进行了实验研究,得到其最优经验值范围,然后进行了仿真实验.仿真结果表明,该算法降低了重构误差,提高了全息图重构质量.最后基于新型空间光调制器反射型硅基液晶,建立了全息显示光电实验系统,对该算法进行了验证.

一代树状碳硅烷液晶研究——端基含12个4-硝基偶氮苯介晶基元

用发散法合成了以四碳硅烷为核心 ,周边含 12个 4 硝基偶氮苯介晶基元 (M 5 )端基的新的一代树状碳硅烷 (D1)液晶 ,并用元素分析、核磁共振、基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱 (MALDI TOF MS)、红外、紫外、偏光显微镜、差示扫描量热 (DSC)和X射线衍射法 (WAXD)表征 .介晶基元化合物 (M 5 )显示向列相 ,树状物D1显示胆甾相和SE 相 .D1的液晶相相行为是K70Ch188I185Ch5 8SE48K .

硅基液晶显示器研究进展

硅基液晶 (LiquidCrystalonSilicon)显示器是一种反射式液晶显示器 ,其周边驱动器和有源像素矩阵使用CMOS技术制作在单晶硅上 ,并以该晶片为基底封装液晶盒 ,因而拥有小尺寸和高显示分辨率的双重特性。详细讨论了LCoS显示器的结构和用途 ,展示了LCoS显示芯片的实际设计结果及其设计方法。

端基含12个己氧基偶氮苯介晶基元的树状碳硅烷液晶的合成

用发散法合成了周边含 1 2个己氧基偶氮苯介晶基元 ( M3 )端基的树状碳硅烷 ( D1 ) ,并用元素分析、氢谱、激光质谱、红外光谱、紫外 -可见光谱、偏光显微镜、DSC和 WAXD对产物进行表征 .结果表明 ,D1为向列相 ,与 M3相同 ,树状物相态由介晶基元相态决定 ,D1的液晶态相行为 :K92 N1 2 6I1 2 4N78K,D1熔点比 M3降低了 2 4～ 3 0℃ ,D1清亮点比 M3提高了 6～ 8℃ ,D1液晶态温区比 M3加宽 3 0～ 3 8℃ ,在树状物中观察到 S=+2的高强向错 .

三片式硅基液晶激光投影显示中光学引擎的设计

介绍了激光硅基液晶芯片的显示原理,针对硅基液晶光学引擎的特点,采用光学扩展量表征系统的光能利用率,并分析了光学扩展量的变化与光能利用率的关系。利用光学软件Zemax和Tracepro设计了三片式激光硅基液晶光学引擎。实验结果表明:此光学引擎体积小,光学扩展量小,照度均匀性高达到92%以上,能量利用率达到56%以上,满足设计要求。

硅基液晶像素电路的研究

分析研究了微显示器件的场缓存技术与现有硅基液晶场缓存像素电路的结构特点,提出了一种新型的像素电路结构,此电路改变了以往电路结构中专门采用一个晶体管对像素电容进行放电的做法,通过同一个晶体管对像素电容进行充放电。电路经过Hspice仿真,对结果进行分析表明,其功能及特性符合设计要求,像素电容电荷保持率达到99%。电路具有结构简单,占用芯片面积小,像素电容电荷保持率高等优点,适合高亮度、高分辨率微显示器件的设计与制造。