[發明專利]一種具有多個像素區的系統封裝LCOS芯片及其應用

在審

• 申請號: 201910931801.2
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110600462A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 陳弈星
• 申請（專利權）人: 南京芯視元電子有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/31;G02F1/1362
• 代理公司: 32224 南京縱橫知識產權代理有限公司
• 代理人: 耿英

本發明提出了一種具有多個像素區的系統封裝LCOS芯片及其應用，芯片內部具有多個獨立控制的像素區。本發明在原本的LCOS芯片硅基底層設計的基礎上，通過后道處理，將多個硅基底層拼接到一起形成一顆LCOS芯片，可以同時擴展長軸和短軸。在光通訊應用領域，對于WSS器件，其長軸長度擴展可以將可處理的信道數量翻倍，而在短軸擴展長度，則可以將原本采用兩顆LCOS芯片實現同時處理C波段和L波段的WSS用一顆LCOS芯片實現。另外，由于面積大幅增加，則信道間距可以加大，可以有效減小信道之間的串擾。在3D打印領域，可以通過視頻拼接技術，用較小的成本實現大的投影分辨率。

技術領域

本發明涉及一種LCOS芯片，尤其是涉及到一種具有多個像素區的系統封裝的LCOS芯片。

背景技術

硅基液晶（Liquid crystal on Silicon）芯片既可以用于顯示和投影，也可以用于形成衍射元件或是應用于光調制。目前，由于LCOS半導體工藝和后道灌晶工藝的良率問題，單芯片高分辨率的LCOS芯片的整體良率非常低，成本高居不下，非常不利于應用推廣。然而對于很多應用來說，要設計制造高端的終端產品，又不得不需要高分辨率或者說尺寸更大的LCOS芯片， 如全息投影、光通訊和3D打印等。

波長選擇開關是能夠在不同光纖之間切換光波的器件，是可以實現環路信道切換和信號功率調整的器件。同時，為了實現真正的全光網，WSS（波長選擇開關）也成為ROADM中的核心器件。在早期的光網絡中，由于節點數少，切換少，可以采用波長阻斷（wavelengthblocker）、平面光波電路（PLC）等技術實現通道切換，從第三代ROADM開始，為了實現不限波長（COLORLESS）、不限方向（DIRECTIONLESS）和避免同波段競爭（CONTENTIONLESS）的要求，WSS開始成為光通訊網絡中的重要器件。隨著光網絡技術的不斷發展，ROADM技術的不斷演進，WSS也出現了許多技術選擇。WSS可采用的技術有PLZT、LC、MEMS和LCoS等，然而由于對多端口大容量光通訊的需求，從靈活配置信道的角度，目前大部分產商都采用了基于LCOS芯片的WSS技術。LCOS芯片通常包含硅基底層、第一液晶配位層、液晶層、第二液晶配位層和ITO玻璃層。

一般信號從光纖輸入，先經過準直透鏡擴束，之后的衍射光柵將不同波長的信號在空間上分離，經過傅里葉棱鏡鏡像到LCOS芯片上的不同區域，實現切換或調制功能，衍射回來的信號可以通過同樣的光路，根據調制信號的配置，出射到相應的輸出端口。通過角度和位置的計算，這種光路可以靈活應用在1*N和N*N的WSS中。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有多個像素區的LCOS芯片及其應用。該芯片在原本的LCOS芯片硅基底層設計的基礎上，通過拼接多個硅基底層的方式，可以在長軸和短軸擴展長度。在WSS應用中，其中長軸長度可以將可處理的信道數量翻倍，而在短軸擴展長度，則可以將原本采用兩顆LCOS芯片實現同時處理C波段和L波段的WSS用一顆LCOS芯片實現。另外，由于面積大幅增加，則信道間距可以加大，可以有效減小信道之間的串擾。

本發明采用的技術方案：

一種具有多個像素區的系統封裝LCOS芯片，芯片內部具有多個獨立控制、具有相同或者不同頻段響應特征的像素區。

進一步地，芯片內部具有用于形成多個像素區的對應的多個獨立控制的硅基底層。由于多個像素區可以有不同的硅基底層形成，整個芯片的總像素數目大幅度增加。即如果單個LCOS硅基底層的像素為1920*1080，則封裝后的芯片像素可以達到1920*1080*N，大幅度增加。

進一步地，芯片內部的多個像素區形成多個獨立控制的液晶區域。

進一步地，芯片內部的多個像素區分別對應設置成多個獨立的液晶盒子，或將所有像素區集中制造成一個液晶盒子。

進一步地，當獨立控制各個液晶區域時，各個不同的液晶區域采用不同的液晶材料或采用相同的液晶材料。