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硅基液晶显示器(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)结合了薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)的优点和CMOS大规模集成电路成熟的设计及生产工艺,具有分辨率高、尺寸小、重量轻和功耗低等诸多优点,在投影显示、近目头盔显示及3D技术中都有广泛的应用。高分辨率及快速响应的LCoS显示屏是实现时序驱动的主要候选器件之一,具有广阔的应用前景。 本文针对实现时序彩色显示的LCoS屏性能要求,对时序彩色LCoS显示屏的显示原理和工作模式进行了深入的探讨,以优化满足时序驱动的LCoS工作模式,着重讨论了LCoS的垂直取向(VA)模式的工作原理。在此基础之上,本文利用Techwize液晶软件对VA-LCoS模拟,确定了满足时序显示要求的液晶屏的结构参数和材料参数,预倾角84°~90°,盒厚2~2.5um,液晶材料的介电各向异性△ε=-4.2,光学各向异性△n=0.08。对于采用MLC6608液晶的LCoS显示屏的厚度为2.4um,预倾角为88°。 在LCoS屏结构材料参数优化的基础上,设计了LCoS液晶屏,并对LCoS屏的制备工艺流程进行了研究。通过大量实验,得到了VA模式LCoS显示屏制备工艺参数。对制备的液晶屏绑定之后,搭建光路测试系统,连接驱动电路,测试了液晶屏的性能参数,包括亮度、对比度、响应时间等。制备的VA-LCoS屏的响应时间小于6ms,满足时序驱动的要求,对比度为53。 在探讨时序驱动LCoS工作原理基础上配置了时序彩色显示的光学系统架构,为进一步采用LCoS屏进行时序彩色显示奠定了基础。