專利名稱：降低硅光調(diào)制器上的偏置的制作方法
降低硅光調(diào)制器上的偏置
祖旦 冃爾
本發(fā)明一l^步及硅光調(diào)帝螺。
硅光調(diào)制器或SLM禾傭電場調(diào)制液晶(LC)材料的取向(orientation)。通過 液晶材料的選擇性調(diào)制，可產(chǎn)生電子顯示。
LC材料的取向影響穿aLC材料的光的強度。因此，通過將LC材料夾在反 射電極和透明頂板之間，可以調(diào)饑C材料的光學(xué)'隨。
特別是，皿改 加于電極的電壓，可以調(diào)制由反射電極反射的光的強 度，由此改變其灰度等級值。當(dāng)光照在單元(cdl)上時，反射光能夠在屏幕上產(chǎn) 生圖像。通過改變電極上的電壓電平，育,改變圖像。
一般來說，硅光調(diào)制器包括用作頂板的透明導(dǎo)電層和用作反射電極的像素 電極。隨著像素電極上電壓的改變，來自像素區(qū)域的反射光強度相應(yīng)地改變。
圖5中所示的傳遞函數(shù)描述了在所施加的電壓和所得到的光亮度之間的關(guān) 系。隨著電壓的升高，像素亮度或灰度等級一般也增加。通過將可用電壓進(jìn)行 相應(yīng)的劃分，可表示為多個灰度級，例如256級。
然而，典型的液晶材料需要比較高的電壓，行調(diào)制。通常，頂板電壓的 上限Vb在3,3至10伏特之間。
現(xiàn)代硅芯片的電源電壓/A2.5伏特下降至1.3伏特，并且以后還可能降至更低 。因此，前沿的集成電路芯片可能并不具有足夠的電壓電平來調(diào)制典型的液晶 材料。這會不利地影響把顯示器集成到硅芯片中的能力。
因此，需要以更好的方式利用有效的電壓電平，例如與前皿成電路芯片 有關(guān)的電壓電平，以調(diào)制液晶顯示器。
附圖的簡要說明


圖1是本發(fā)明一種實施方式的示意圖2是對于空間光調(diào)制器的施加的電壓相對于時間的理想圖3是在根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的正幀期間亮度相對于偏置電壓的曲線
圖4是在根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的負(fù)幀過程中亮度相對于偏置電壓的曲線圖5是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實施例的亮度相對于偏置電壓的曲線圖。
詳細(xì)描述
參見圖l，空間光調(diào)制器10包括液晶層18。液晶層18被夾在像素電^20和透
明頂板i6之間。例如，頂板i6可由透明導(dǎo)電層如氧化銦錫(rro)審喊。通過頂
板16和像素電t殿0將電壓施加在液晶層18上，使空間光調(diào)制器10的反射率改變 ?？稍陧敯?6上方應(yīng)用玻璃層14。在一種實施方式中，頂板16可直接制造在玻 璃層14上。
驅(qū)動電路23分別將偏置電勢12和22施加在頂板16和像素電*腔0上。在一種 實施方式中，可采用硅上液晶(LCOS)技術(shù)。
參見圖2，將驅(qū)動信號12施加到頂板16，并將驅(qū)動信號22施力瞎條素電lg20 。在正幀過程中，將一Va的信號12施加至順板16。在負(fù)幀過程中，將Vb的電壓 施加到頂板16。與此同時，施加像素電極電ffi22。在負(fù)幀過程中，電ffi22達(dá)到 等于電壓電平b的峰值。在電壓電平b和電壓Vb^間的差值^為電壓a。
因此，為了提供理想例，假設(shè)液晶材料18具有3.3伏特的調(diào)制電壓。電平b 等于1.8微寺。虹幀中，頂板16被偏置到一1,5微寺(即，Va=1.5^tt)。在負(fù)幀中 ，頂板16可被偏置至IJ3,3伏特(即，Vb=3.3^#)。
參見圖3，該圖示出了正幀，動態(tài)范圍等于b伏特。如果空間光調(diào)制器的電 源電壓是等于或高于b伏特的電壓，則M;在正幀中將頂板偏置至一Va伏特，就 可實現(xiàn)全調(diào)制。通過利用負(fù)電壓以對頂板16進(jìn)行偏置，使得會,在將較低的總 電源電壓用于調(diào)制的同時，可以利用旨動態(tài)電壓范圍(b伏特)。常規(guī)設(shè)計可 具有與電壓a加上電壓b—樣高的負(fù)幀電壓。
由于為了避免損壞，液晶材料18—般不應(yīng)當(dāng)僅在正方向上被偏置，所以在 交替幀上改變液晶偏置方向。在負(fù)幀中，頂板16的電壓可以是如圖4所示的Vb ?？臻g光調(diào)制器的電壓仍在零至b伏特之間擺動。相應(yīng)的灰度等級也被反轉(zhuǎn)。結(jié) 果，零伏特產(chǎn)生了最高的亮度，b伏特產(chǎn)生了最低的亮度，正如如圖4所示的那 樣。
因此，前沿半導(dǎo)體電源電壓可用于對液晶材料進(jìn)行偏置，否則將需要除了 那些不斷降低的前沿半導(dǎo)體電源電壓之外的其它電源電壓。結(jié)果，可利用現(xiàn)有
的和未來的硅技術(shù)獲得有效的液晶設(shè)備。這可以推動硅和顯示技術(shù)的集成。在相對于都艮數(shù)量的實施方式描述了本發(fā)明的同時，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人. 員應(yīng)理解，對其可進(jìn)行多種修改和變化。這意味著隨附的權(quán)利要求涵蓋了所有 這對彥改和變化，因為這對彥改和變化是在本發(fā)明的實際精神和范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動空間光調(diào)制器的方法，該空間光調(diào)制器包括頂板(16)、液晶層(18)以及像素電極(20)，其中所述頂板和所述像素電極夾住所述液晶層；所述方法包括利用交替信號來偏置空間光調(diào)制器的頂板，所述交替信號在液晶調(diào)制的負(fù)周期期間具有第一極性而在液晶調(diào)制的正周期期間具有第二極性；其特征在于在液晶調(diào)制的正周期和負(fù)周期這二種周期期間僅僅利用第一極性來偏置所述空間光調(diào)制器的像素電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，包括在液晶調(diào)制的負(fù)周期期間將所述頂板 偏置到負(fù)電壓。
3. 根據(jù)權(quán)禾腰求l戀戶脫的方法，包括將戶艦像素電極保持在正電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述的方法，包括在戶;M像素電極的w^動態(tài)范圍上偏置戶皿像素電極。
5. —種空間光調(diào)制器，包括 頂板(18);液晶層(18);以及像素電極(20)，戶脫頂板(16)和戶欣像素電極(20)夾住戶腿液晶層；特征在于驅(qū)動電路(24)，用于在液晶調(diào)制的負(fù)周期期間向戶，頂板(16)施加正電 勢，在液晶調(diào)制的正周期期間向所述頂板(16)施加負(fù)電勢，并且在液晶調(diào)制 的正周期和負(fù)周期這兩種周期期間僅僅利用正電^偏置0M像素電極(20)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5戶誠的空間光調(diào)制器，包括驅(qū)動電路，用于在液晶調(diào)制 的正周期期間向所述頂板(16)施加負(fù)偏置電勢。
7. 根據(jù)權(quán)利要彩或6戶艦的空間光調(diào)制器，其中戶腿空間光調(diào)制器是赴 液晶空間光調(diào)制器
8. 根據(jù)權(quán)利要彩-7之一戶皿的空間光調(diào)制器，其中所述驅(qū)動電路(24)以 交替幀形式施加正和負(fù)偏置電勢。
9. 根據(jù)權(quán)禾腰彩-8之一戶艦的空間光調(diào)帝iJ器，其中戶腿頂板(16)由氧化 銦錫形成。
10. —禾中空間光調(diào)帝ij器，包括頂板；液晶層；以及像素電極，戶，頂板和戶，像素電極夾住戶;M液晶層；以及驅(qū)動電路，用于以交替幀形式施加正和負(fù)偏置電勢，所述電路在液晶調(diào)制 的負(fù)周期期間向所述頂板施加正電勢，在液晶調(diào)制的正周期期間向所述頂 板施加負(fù)電勢，并且在液晶調(diào)制的正周期和負(fù)周期這兩種周期期間僅僅利用正電M偏置戶;M像素電極。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的空間光調(diào)制器，包括驅(qū)動電路，用于向所述頂 板施加負(fù)偏置電勢。
12. 根據(jù)權(quán)禾腰求10所述的空間光調(diào)制器，其中所述空間光調(diào)制器是硅上 液晶空間光調(diào)帝幡
13. 根據(jù)權(quán)利要求ii戶;M的空間光調(diào)制器，其中所述頂板由氧化銦錫形成。
14. 一種方法，包括利用信號以交替幀形式來向空間光調(diào)制器的第一板偏置正偏置電勢和負(fù)偏 置電勢，所述信號在液晶調(diào)制的正周期期間具有第一極性而在液晶調(diào)制的負(fù)周 期期間具有第二極性；以及在液晶調(diào)制的正周期和負(fù)周期這二種周期期間僅僅利用第二極性來偏置所 述空間光調(diào)制器的第二板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14戶脫的方法，包括偏置頂板和像素電極。
16. 根據(jù)權(quán)禾腰求15戶艦的方法，包括將戶誠頂板偏置到負(fù)電壓。
17. 根據(jù)權(quán)禾腰求16戶腿的方法，包括將戶脫像素電極保持在正電壓。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，包括在所述像素電極的整個動態(tài)范圍上 偏置所述像素電極。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14戶腿的方法，包括正負(fù)交替地偏置戶服頂板。
全文摘要
本發(fā)明涉及降低硅光調(diào)制器上的偏置，公開了一種負(fù)偏置電壓，可用于偏置空間光調(diào)制器，并可用于使空間光調(diào)制器能夠被利用相對低的電源電壓加以調(diào)制。在負(fù)幀期間，可利用正偏置電壓；在正幀期間，可利用負(fù)偏置電壓。這樣就在將所需的調(diào)制電壓降低至前沿硅技術(shù)的可用范圍內(nèi)的同時，避免損壞液晶材料。
文檔編號G09G3/36GK101592814SQ200910150488
公開日2009年12月2日 申請日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月30日
發(fā)明者S·黃 申請人:英特爾公司