降低硅光调制器上的偏置的制作方法
专利名称：降低硅光调制器上的偏置的制作方法
背景本发明一般涉及硅光调制器。
硅光调制器或SLM利用电场调制液晶(LC)材料的取向。通过液晶材料的选择性调制，可产生电子显示。
LC材料的取向影响穿过LC材料的光的强度。因此，通过将LC材料夹在反射电极和透明顶板之间，可以调节LC材料的光学性质。
特别是，通过改变施加于电极的电压，可以调制由反射电极反射的光的强度，由此改变其灰度等级值。当光照在元件上时，反射光能够在屏幕上产生图像。通过改变电极上的电压电平，能够改变图像。
一般来说，硅光调制器包括用作顶板的透明导电层和用作反射电极的像素电极。随着像素电极上电压的改变，来自像素区域的反射光强度相应地改变。
图5中所示的转移函数描述了在所施加电压和所得到的光亮度之间的关系。随着电压的升高，像素亮度或灰度等级一般也增加。通过将可用电压进行相应的划分，可表示为多个灰度级，例如256级。
然而，典型的液晶材料需要比较高的电压来进行调制。通常，顶板电压的上限Vb在3.3至10伏特之间。
现代硅芯片的电源电压从2.5伏特下降至1.3伏特，并且以后还有降至更低的趋势。因此，前沿的集成电路芯片可能并不具有足够的电压电平来调制典型的液晶材料。这会严重影响把显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电压电平，例如与前沿集成电路芯片有关的电压电平，以调制液晶显示器。
附图的简要说明
图1是本发明一种实施方式的示意图；图2是对于空间光调制器的施加的电压相对于时间的理想图；图3是在根据本发明一种实施方式的正帧期间亮度相对于偏置电压的曲线图；图4是在根据本发明一种实施方式的负帧过程中亮度相对于偏置电压的曲线图；图5是根据现有技术的实施例的亮度相对于偏置电压的曲线图。
详细描述参见图1，空间光调制器10包括液晶层18。液晶层18被夹在像素电极20和透明顶板16之间。例如，顶板16可由透明导电层如氧化铟锡(ITO)制成。通过顶板16和像素电极20将电压施加在液晶层18上，使空间光调制器10的反射率改变。可在顶板16上提供玻璃层14。在一种实施方式中，顶板16可直接制造在玻璃层14上。
驱动电路23分别将偏置电势12和22施加在顶板16和像素电极20上。在一种实施方式中，可采用硅上液晶(LCOS)技术。
参见图2，将驱动信号12施加到顶板16，并将驱动信号22施加到像素电极20。在正帧过程中，将-Va的信号12施加到顶板16。在负帧过程中，将Vb的电压施加到顶板16。与此同时，施加像素电极电压22。在负帧过程中，电压22达到等于电压电平b的峰值。在电压电平b和电压Vb之间的差值表示为电压a。
因此，为了提供理想例，假设液晶材料18具有3.3伏特的调制电压。电平b等于1.8伏特。在正帧中，顶板16被偏置到-1.5伏特(即，Va＝1.5伏特)。在负帧中，顶板16可被偏置到3.3伏特(即，Vb＝3.3伏特)。
参见图3，该图表示正帧，动态范围等于b伏特。如果空间光调制器的电源电压是等于或高于b伏特的电压，则通过在正帧中将顶板偏置至-Va伏特，就可实现全调制。通过利用负电压以对顶板16进行偏置，使得能够在将较低的总电源电压用于调制的同时，可以利用整个动态电压范围(b伏特)。常规设计可具有与电压a加上电压b一样高的负帧电压。
因为液晶材料18一般不应当仅在正方向上偏置以避免损坏，所以在交替帧上改变液晶偏置方向。在负帧中，顶板16的电压可以是如图4所示的Vb。空间光调制器的电压仍在零至b伏特之间摆动。相应的灰度等级也被颠倒。结果，零伏特产生了最高的亮度，b伏特产生了最低的亮度，正如如图4所示的那样。
因此，前沿半导体电源电压可用于对液晶材料进行偏置，否则将需要除了那些不断降低的前沿半导体电源电压之外的其它电源电压。结果，可利用现有的和未来的硅技术获得有效的液晶设备。这可以推动硅和显示技术的集成。
在相对于有限数量的实施方式描述了本发明的同时，本领域的普通技术人员应理解，对其可进行多种修改和变化。这意味着随附的权利要求涵盖了所有这些修改和变化，因为这些修改和变化是在本发明的实际精神和范围之内的。
权利要求
1.一种方法，包括对空间光调制器进行负偏置；以及颠倒所述偏置。
2.根据权利要求1所述的方法，包括偏置顶板和像素电极。
3.根据权利要求2所述的方法，包括将所述顶板偏置到负电压。
4.根据权利要求3所述的方法，包括将所述像素电极保持在正电压。
5.根据权利要求4所述的方法，包括偏置所述像素电极经过它的整个动态范围。
6.根据权利要求1所述的方法，包括正、负交替地对顶板进行偏置。
7.一种空间光调制器，包括顶板；液晶层；像素电极，所述顶板和所述像素电极夹住所述液晶层；以及驱动电路，用于向所述电极和所述顶板之一施加正和负偏置电势。
8.根据权利要求7所述的空间光调制器，包括一驱动电路，用于向所述顶板施加负偏置电势。
9.根据权利要求7所述的空间光调制器，其中所述空间光调制器是硅上液晶空间光调制器。
10.根据权利要求7所述的空间光调制器，其中所述驱动电路在交替帧中施加正和负偏置电势。
11.根据权利要求8所述的空间光调制器，其中所述顶板由氧化铟锡形成
12.一种方法，包括在负帧中向空间光调制器施加正偏置；和在正帧期间向空间光调制器施加负偏置，以减小偏置所述空间光调制器所必须的正电压的大小。
13.根据权利要求12所述的方法，包括偏置顶板和像素电极。
14.根据权利要求13所述的方法，包括将所述顶板偏置到负电压。
15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述像素电极保持在正电压。
全文摘要
一种负偏置电压，可用于偏置空间光调制器，并可用于使空间光调制器能够被利用相对低的电源电压加以调制。在负帧期间，可利用正偏置电压；在正帧期间，可利用负偏置电压。这样就在将所需的调制电压降低至前沿硅技术的可用范围内的同时，避免损坏液晶材料。
文档编号G09G3/36GK1505808SQ02809115
公开日2004年6月16日 申请日期2002年4月4日 优先权日2001年4月30日
发明者S·黄, S 黄 申请人:英特尔公司
背景本发明一般涉及硅光调制器。
硅光调制器或SLM利用电场调制液晶(LC)材料的取向。通过液晶材料的选择性调制，可产生电子显示。
LC材料的取向影响穿过LC材料的光的强度。因此，通过将LC材料夹在反射电极和透明顶板之间，可以调节LC材料的光学性质。
特别是，通过改变施加于电极的电压，可以调制由反射电极反射的光的强度，由此改变其灰度等级值。当光照在元件上时，反射光能够在屏幕上产生图像。通过改变电极上的电压电平，能够改变图像。
一般来说，硅光调制器包括用作顶板的透明导电层和用作反射电极的像素电极。随着像素电极上电压的改变，来自像素区域的反射光强度相应地改变。
图5中所示的转移函数描述了在所施加电压和所得到的光亮度之间的关系。随着电压的升高，像素亮度或灰度等级一般也增加。通过将可用电压进行相应的划分，可表示为多个灰度级，例如256级。
然而，典型的液晶材料需要比较高的电压来进行调制。通常，顶板电压的上限Vb在3.3至10伏特之间。
现代硅芯片的电源电压从2.5伏特下降至1.3伏特，并且以后还有降至更低的趋势。因此，前沿的集成电路芯片可能并不具有足够的电压电平来调制典型的液晶材料。这会严重影响把显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电压电平，例如与前沿集成电路芯片有关的电压电平，以调制液晶显示器。
附图的简要说明
图1是本发明一种实施方式的示意图；图2是对于空间光调制器的施加的电压相对于时间的理想图；图3是在根据本发明一种实施方式的正帧期间亮度相对于偏置电压的曲线图；图4是在根据本发明一种实施方式的负帧过程中亮度相对于偏置电压的曲线图；图5是根据现有技术的实施例的亮度相对于偏置电压的曲线图。
详细描述参见图1，空间光调制器10包括液晶层18。液晶层18被夹在像素电极20和透明顶板16之间。例如，顶板16可由透明导电层如氧化铟锡(ITO)制成。通过顶板16和像素电极20将电压施加在液晶层18上，使空间光调制器10的反射率改变。可在顶板16上提供玻璃层14。在一种实施方式中，顶板16可直接制造在玻璃层14上。
驱动电路23分别将偏置电势12和22施加在顶板16和像素电极20上。在一种实施方式中，可采用硅上液晶(LCOS)技术。
参见图2，将驱动信号12施加到顶板16，并将驱动信号22施加到像素电极20。在正帧过程中，将-Va的信号12施加到顶板16。在负帧过程中，将Vb的电压施加到顶板16。与此同时，施加像素电极电压22。在负帧过程中，电压22达到等于电压电平b的峰值。在电压电平b和电压Vb之间的差值表示为电压a。
因此，为了提供理想例，假设液晶材料18具有3.3伏特的调制电压。电平b等于1.8伏特。在正帧中，顶板16被偏置到-1.5伏特(即，Va＝1.5伏特)。在负帧中，顶板16可被偏置到3.3伏特(即，Vb＝3.3伏特)。
参见图3，该图表示正帧，动态范围等于b伏特。如果空间光调制器的电源电压是等于或高于b伏特的电压，则通过在正帧中将顶板偏置至-Va伏特，就可实现全调制。通过利用负电压以对顶板16进行偏置，使得能够在将较低的总电源电压用于调制的同时，可以利用整个动态电压范围(b伏特)。常规设计可具有与电压a加上电压b一样高的负帧电压。
因为液晶材料18一般不应当仅在正方向上偏置以避免损坏，所以在交替帧上改变液晶偏置方向。在负帧中，顶板16的电压可以是如图4所示的Vb。空间光调制器的电压仍在零至b伏特之间摆动。相应的灰度等级也被颠倒。结果，零伏特产生了最高的亮度，b伏特产生了最低的亮度，正如如图4所示的那样。
因此，前沿半导体电源电压可用于对液晶材料进行偏置，否则将需要除了那些不断降低的前沿半导体电源电压之外的其它电源电压。结果，可利用现有的和未来的硅技术获得有效的液晶设备。这可以推动硅和显示技术的集成。
在相对于有限数量的实施方式描述了本发明的同时，本领域的普通技术人员应理解，对其可进行多种修改和变化。这意味着随附的权利要求涵盖了所有这些修改和变化，因为这些修改和变化是在本发明的实际精神和范围之内的。
权利要求
1.一种方法，包括对空间光调制器进行负偏置；以及颠倒所述偏置。
2.根据权利要求1所述的方法，包括偏置顶板和像素电极。
3.根据权利要求2所述的方法，包括将所述顶板偏置到负电压。
4.根据权利要求3所述的方法，包括将所述像素电极保持在正电压。
5.根据权利要求4所述的方法，包括偏置所述像素电极经过它的整个动态范围。
6.根据权利要求1所述的方法，包括正、负交替地对顶板进行偏置。
7.一种空间光调制器，包括顶板；液晶层；像素电极，所述顶板和所述像素电极夹住所述液晶层；以及驱动电路，用于向所述电极和所述顶板之一施加正和负偏置电势。
8.根据权利要求7所述的空间光调制器，包括一驱动电路，用于向所述顶板施加负偏置电势。
9.根据权利要求7所述的空间光调制器，其中所述空间光调制器是硅上液晶空间光调制器。
10.根据权利要求7所述的空间光调制器，其中所述驱动电路在交替帧中施加正和负偏置电势。
11.根据权利要求8所述的空间光调制器，其中所述顶板由氧化铟锡形成
12.一种方法，包括在负帧中向空间光调制器施加正偏置；和在正帧期间向空间光调制器施加负偏置，以减小偏置所述空间光调制器所必须的正电压的大小。
13.根据权利要求12所述的方法，包括偏置顶板和像素电极。
14.根据权利要求13所述的方法，包括将所述顶板偏置到负电压。
15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述像素电极保持在正电压。
全文摘要
一种负偏置电压，可用于偏置空间光调制器，并可用于使空间光调制器能够被利用相对低的电源电压加以调制。在负帧期间，可利用正偏置电压；在正帧期间，可利用负偏置电压。这样就在将所需的调制电压降低至前沿硅技术的可用范围内的同时，避免损坏液晶材料。
文档编号G09G3/36GK1505808SQ02809115
公开日2004年6月16日 申请日期2002年4月4日 优先权日2001年4月30日
发明者S·黄, S 黄 申请人:英特尔公司
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