Revisão de LCD e DLP

O uso mais comum do LCoS está nos televisores de projeção dianteira e traseira. A configuração é muito parecida com a que você encontra em um sistema DLP. O DLP usa um dispositivo de microespelho digital (DMD) para criar uma imagem usando um processo similar à confecção de um mosaico a partir de pequenos ladrilhos quadrados. O DMD contém milhões de espelhos microscópicos que refletem a luz de uma lâmpada. Cada espelho cria um pixel da imagem final.

Foto cedida por Texas Instruments Um sistema DLP usando um DMD e uma roda de cores para fornecer a cor

Os espelhos giram muito rapidamente de um lado para outro entre suas posições "ativada" e "desativada". Quando os espelhos estão ativados, apontam na direção da lente de projeção. Quanto mais afastado um espelho estiver da posição ativada, mais brilhante será o pixel que ele cria. Os espelhos criam pixels negros quando permanecem desativados. Na maioria das televisões DLP, uma roda de cores gira entre a lâmpada e o DMD, acrescentando luz vermelha, verde e azul à imagem. Os olhos do espectador combinam estas cores para criar a imagem acabada.

O LCoS usa uma idéia muito similar. Da mesma maneira que os DMDs, os dispositivos LCoS são minúsculos: a maioria tem menos de 645 mm². As duas tecnologias também são refletoras: os dispositivos refletem a luz proveniente de uma fonte para uma lente ou prisma que coleta a luz e exibe a imagem. Mas em vez de espelhos minúsculos ativados e desativados, o LCoS usa cristais líquidos para controlar a quantidade de luz refletida.

Um cristal líquido é uma substância que está em estado mesomórfico: ele não é exatamente um líquido ou um sólido. Suas moléculas geralmente conservam seu formato, como um sólido, mas elas também podem se mover, como um líquido. Os cristais líquidos nemáticos, por exemplo, se dispõem em linhas paralelas soltas. A maioria dos LCDs usa cristais nemáticos torcidos (TN): com a aplicação de uma carga elétrica, os cristais torcidos se endireitam.

Quando colocados entre dois painéis polarizados, os cristais torcidos guiam a trajetória da luz. Ao mudar a direção da luz, os cristais permitem ou impedem sua passagem através do segundo painel. A capacidade dos cristais de alterar a trajetória da luz é fundamental para seu uso em sistemas LCDs e LCoS.

Em seu estado torcido, os cristais líquidos direcionam a luz
de modo que ela possa atravessar o segundo painel polarizado

Os cristais líquidos ferroelétricos (CLFs), algumas vezes usados em dispositivos LCoS, são cristais que se alinham em um ângulo fixo em relação à normal em fileiras ordenadas. Eles também desenvolvem polaridade elétrica quando entram em contato com uma carga elétrica. Os cristais esméticos C chirais ferroelétricos podem mudar suas orientações muito rapidamente. Você pode aprender mais sobre os cristais líquidos esméticos e nemáticos no Instituto do Cristal Líquido (em inglês) da Universidade Estadual de Kent.

A camada de cristal líquido em um microdispositivo LCoS controla a quantidade de luz para cada pixel, como fazem os espelhos em um DMD. Mas compor a imagem requer mais do que apenas o microdispositivo: também requer lentes, espelhos e prismas.

Mais uma revisão rápida: semicondutoresO silício é um semicondutor. Os semicondutores são usados em diodos, que permitem que a corrente se mova somente em uma direção, e também em transistores, que amplificam ou ligam e desligam as correntes. O silício em um dispositivo LCoS freqüentemente é uma SRAM (memória estática de acesso randômico) ou um fotossensor CMOS (semicondutor de óxido metálico complementar).