[科普中國]-液晶覆硅

液晶覆硅（又稱硅基液晶或單晶硅反射式液晶，英文：Liquid Crystal On Silicon；縮寫：LCoS）是反射式液晶投影機(jī)與背投影電視的關(guān)鍵技術(shù)之一。

簡介這類應(yīng)用是利用光的強(qiáng)度。另外一類應(yīng)用是使用光的相位，主要是如空間光相調(diào)制器這類的應(yīng)用，有幾大類研究與應(yīng)用的范圍如光通訊里的波長選擇交換器（WSS）、全象投影顯示、全象式資料儲存、生醫(yī)與醫(yī)工方面的應(yīng)用、工業(yè)用與精密儀器類應(yīng)用。1

優(yōu)點(diǎn)液晶覆硅最大優(yōu)點(diǎn)在于可大幅降低液晶顯示面板生產(chǎn)成本，且有相當(dāng)程度的分辨率。與一般薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）面板不同的是，TFT-LCD上下二面都以玻璃作為基板，液晶覆硅僅有上面采用玻璃，底下的基板是以半導(dǎo)體材料硅為主，因此LCOS制程其實(shí)是結(jié)合液晶顯示器（LCD）與互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）制程的技術(shù)。

與LCOS同樣可作為投影光學(xué)引擎的關(guān)鍵零組件有高溫多晶硅面板（HTPS）與數(shù)位微型影像芯片（DMD）。不過由于高溫多硅主要供應(yīng)的日本廠商產(chǎn)量嚴(yán)重不足；而DMD的唯一生產(chǎn)者為TI，但面臨良率、價(jià)格和貨源等問題。相形之下，LCOS因而成為未來市場最具競爭力的技術(shù)。1

薄膜晶體管液晶顯示器薄膜晶體管液晶顯示器（英語：Thin film transistor liquid crystal display，常簡稱為TFT-LCD）是多數(shù)液晶顯示器的一種，它使用薄膜晶體管技術(shù)改善影象品質(zhì)。雖然TFT-LCD被統(tǒng)稱為LCD，不過它是種主動式矩陣LCD，被應(yīng)用在電視、平面顯示器及投影機(jī)上。

簡單說，TFT-LCD面板可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片、而下層的玻璃則有晶體管鑲嵌于上。當(dāng)電流通過晶體管產(chǎn)生電場變化，造成液晶分子偏轉(zhuǎn)，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定像素的明暗狀態(tài)。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個(gè)像素各包含紅藍(lán)綠三顏色，這些發(fā)出紅藍(lán)綠色彩的像素便構(gòu)成了面板上的視頻畫面。

尋常的液晶顯示器好比計(jì)算器的顯示面版，其圖像元素是由電壓直接驅(qū)動；當(dāng)控制一個(gè)單元時(shí)不會影響到其他單元。當(dāng)像素?cái)?shù)量增加到極大如以百萬計(jì)時(shí)，這種方式就變得不實(shí)際，注意到每個(gè)像素的紅、綠、藍(lán)三色都要有個(gè)別的連接線。

為了避免這種困境，將像素排成行與列則可將連接線數(shù)量減至數(shù)以千計(jì)。如果一列中的所有像素都由一個(gè)正電位驅(qū)動，而一行中的所有像素都由一個(gè)負(fù)電位驅(qū)動，則行與列的交叉點(diǎn)像素會有最大的電壓而被切換狀態(tài)。然而此法仍有缺陷，即是同一行或同一列的其他像素雖然受到的電壓僅為部分值，但這種部分切換仍會使像素變暗（以不切換為亮的液晶顯示器而言）。解決方法是每個(gè)像素都添加一個(gè)配屬于它的晶體管開關(guān)，使得每個(gè)像素都可被獨(dú)立控制。晶體管所擁有的低漏電流特征所代表的意義乃是當(dāng)畫面更新之前，施加在像素的電壓不會任意喪失。每個(gè)像素是個(gè)小的電容器，前方有著透明的銦錫氧化物層，后方也有透明層，并有絕緣性的液晶處在其中。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟(jì)大學(xué)