LCOS是微电子学、光学和视频显示技术相结合的新技术。我国LCOS微显示芯片的研究始于1998年，南开大学信息学院光电子所在教育部和天津市科委的支持下，在国内率先开展了LCOS微显示器芯片技术的研究，取得了重大进展，自主研制成功我国枚LCOS微显示芯片。南开大学已经掌握了LCOS芯片设计的关键技术，在国内半导体生产厂流片，做出的SVGA分辨率的LCOS模块，采用自主开发的控制电路，可以播放DVD电影。在LCOS芯片设计和控制电路方面已经申请了多项相关专利。表明我国在LCOS微显示器芯片方面，具有了自主知识产权的核心技术，为我国LCOS产业链的形成奠定了技术基础。近两年，在发展LCOS相关技术方面，我国有胆识的政府领导、企业家和研发单位都表现了极大的关注和积极的响应，一次是以北京几个企业为中心的LCOS联合体，另一次是2003年信息产业部的项目招标。LCOS技术确实是我们不依靠国外而独立自主发展大屏幕投影核心技术的机会，笔者认为目前我们发展较慢的主要原因是：由于LCOS涉及的技术门类较多，我们的主攻方向不明确，对核心技术的投入不足，不能发挥核心技术对产业链的拉动作用。

　　LCO S 是一门集多门学科知识于一体的高精尖技术。因此 I C设计人员要考虑液晶显示的特殊要求，对 电路进行调整 以及再设计 .

　　LCOS驱动系统的设计需要考虑以下方面 :

　　1、器件的显示规模

　　如今对于信息显示的要求越来越高，由于信息量 巨大，做为信息显示的图像显示器，必须能够包含尽可能多的信息量 以及极 为丰富的显示手段。对于显示器 的要求就是要有足够多的显示单元来完成信息的显示，并且显示的单元信息要尽量地丰富。

　　一般来说， 目前 的数字 电视都采 用 4:3或 l   6:9的长宽比，这样更符合人的视觉特点，给人更清晰的视觉图像。显示规模的大小直接制约着驱动电路的设计，在信息显示场频不变的情况下，更多的像素单元意味着需要更快的寻址时间，意味着相应的液晶像素单元有着更小的充放电的时间，以及高速工作下的电磁干扰和功耗加大等诸多问题。显示规模实际上就是像素单元的多少，决定了显示时的分辨率 .像素单元越多，一副图像上显示的信息就越多 , 画 面 更 清 晰 、逼 真 .

　　2、灰度等级

　　灰度等级决定 了显示中颜色的渐变 .高的灰度等级可以提供更为丰富的颜色显示，更为逼真的色差。传统CRT显示器是利用阴极射线的强度来控制显示时的灰度等级的。由于LCOS显示器其输入的信号都是数字方式的，也就是说灰度等级 的控制都是由输入 的图像信号决定的。加在液 晶上的驱动 电压就是输入的数字信号进行数模转换后的模拟量 ,于是输入数字信号的位数就决定 了显示 的灰度等级。设计系统时就要考虑灰度等级的要求 ,根据这一要求决定输入数字图像信号的位数 .一般来说 ,越高的灰度等级显示时的色彩信号就更丰富，图象就更丰 富多彩 .然而，增大灰度等级也就要求有更多的数字信号输入 ,这样对于系统来说 ,就要相应地增加采样和保持 电路的规模 ,还会带来芯片面积增大等问题 .一般 LCOs设计采用的都是 8位数字输入 图像信号，这样就有 2   8=25 6级灰度 .这对于普通图像显示来说是足够的了。

　　3、LCOS中的功耗功耗对于LCOS的使用是一个大问题。以背投式 LCOS为例，由于 LCOS芯片普遍很小，解决散热是很重要 的问题 .LCOS芯片规模比较大、密度高，严格控制系统功耗可 以增加系统的稳定性。当光源照射到 LCOS芯片的时候将使芯片的温度迅速上升 ,在器件的温度特性作用下，系统的功耗也将会迅速上升，这对系统稳 定性会造成一定的影响。

　　为了使器件能够正常地工作，必须控制其功耗和温度特性 .LCOS芯片 的功耗包括三个部分 :

　　●静态功耗 P  :对于 CMOS电路来说，可 以忽 略 :

　　● 动 态功耗 P :主 要指逐 行写 入图像 信号时，每列 、每行像 素 （ 电容 ）充放 电所产生 的交流 功 耗 .

　　●场 反转功耗 P （ 以盖板 电极反转为例 ） :指盖板 电极做 周 期性 电场 反转 时 需要 的功 耗电容和像素单元的充放 电上以及进行模数转换时的功耗 .设计中要考虑这些功耗的特 点和分布特性 ,在 电路实现上对这些功耗加 以有效控制，从而实现LCOS低功耗 的特点

　　4、基于液晶的特殊考虑及设计

　　由于液晶在不同驱动电压作用下其对光线的作用是不一样的，其透光率随着驱动 电压不 同而发生变化，因而，施加的驱动电压信号必须与特定的液晶特性相匹配 .液 晶的透光率是随着驱动 电压的强弱而变化的，设计时要使加在液晶像素上的驱动电压落在有效的液晶显示区电压范围内。考虑到这个因素，设计采用 的工艺必须能够满足液晶驱动的要求 .目前的液 晶显示 ,其最 白和最黑态相应的驱动电压要相差十几伏 ,设计时需要采用能够兼容高电压的工艺。目前使用的一般都是数字信号输入，在数字部分的电路中采用低压工艺就可以。而 由数字到模拟的转化其输 出电平应与液晶参数相匹配，要有相应的从低电平到高电平转化的设计，使编码转化后对应 的模拟 电压值都能够落在有效的液晶显示区 之 内 .

　　液 晶是一种容易老化 的器件，在一定电平作用下，液晶分子的旋转会加速老化的过程 .为了延长液晶的使用寿命必须使其工作电压平均值为零，就是说液晶应该工作在交流对称 的电压驱动之下。这种信号电平的反转 目前主要集中于以下几种方法 :

　　帧反转 、行反转 、列反转和像 素反转技 术。前两种方法功耗较小，但在驱动电压极性转换时在扫描电极上产生很大的压降，导致 电极之间的信号串扰而影响显示效果 :列反转和像素反转技术通过提高驱动电压极性转换的频率，使 电压极性转换时产生的电流仅在相临的像素之间流动 ,从而提高了像素电压到达稳定 点的速度 ,减小 了水平方 向上 的串扰，明显改善了显示质量，其缺点是功耗 比较大。一般在分辨率高、对显示品质要求较高的场合下考虑采用列反转和像素反转技术，否则采用帧反转或行反转也可满足要求 .