CN100585457C - 硅基液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种LCOS的显示器。该显示器包括第一印刷电路板(Printer CircuitBoard,PCB)、接口模块、第一硅芯片、以及扁平电缆(flat cable)。接口模块位于第一PCB上,用来接收影音信号。第一硅芯片包括显示区、处理区、以及金属层。显示区包括建立于第一硅芯片上LCOS面板中的像素阵列。处理区包含建立于第一硅芯片上的处理单元。金属层建立于第一硅芯片上用来电连接显示区与处理区。扁平电缆是用来电连接接口模块与处理单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD),并且尤其涉及一种硅基液晶(LCOS)显示器。
背景技术
图1A图示LCOS显示器100的方块图。此LCOS显示器100包括LCOS面板103、影音(Audio and Video,A/V)系统板102、以及输入输出(I/O)连接板101。此I/O连接板101是经由信号线104电连接至影音系统板102,而影音系统板102是经由柔性印刷电路板电缆(Flexible Printed Circuit cable,FPC电缆)105电连接至LCOS面板103。I/O连接板101用来接收影音信号。影音系统板102用来执行影音信号的影音处理。LCOS面板103用来显示经处理的影音信号。
图1B是LCOS显示器100的详细方块图。I/O板101包括多个连接器,例如串行连接器1010,影音连接器1011,以及外围连接器1012。举例来说,影音连接器1011可以是数字视频接口(Digital Visual Interface,DVI)端子、微型视频(D-subminiature,DSUB)端子、或复合式视频(composite video)端子等。举例来说,串行连接器1010可以是做串行器(serializer)/解串行器(deserializer)(SERDES)。
影音系统板102包括例如视频处理器1020、音频处理器1021、音频放大器1022、存储单元1023、以及外围电路控制器1024。视频处理器1020在影音信号内的视频信号上执行视频处理。音频处理器1021在影音信号内的音频信号上执行音频处理。音频放大器1022将经处理的音频信号放大并将经放大的音频信号经由信号线104传送至I/O连接板101。
存储单元1023将数据储存给视频处理器1020与音频处理器1021。存储单元1023可以是动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)和/或是只读存储器。外围电路控制器1024将来自于外围连接器1012的信号转换为特定信号,其中影音系统板102对此特定信号执行信号处理。
LCOS面板103包括LCOS芯片1030。LCOS芯片1030包括时序控制器1033、灰阶电压产生器(gamma circuit)1034、电压转换器(power circuit)1035、源极驱动器1036、栅极驱动器1037、以及用来显示的像素阵列1038。
图1C是LCOS显示器100的横截面图。I/O连接板101还包括印刷电路板基板(Printed Circuit Board substrate,PCB基板)1013,也就是连接器(只示例性图示串行连接器1010以及影音连接器1011)安装的地方。影音系统板102还包括PCB基板1026,也就是多个集成芯片(Integration Circuit,IC)安装的地方(只示例性图示视频处理器1020以及音频处理器1021)。视频处理器1020、音频处理器1021、以及影音系统板的其它功能可集成于单个IC内。LCOS芯片1030封装于柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)108上,并以焊线107电连接至FPC 108上的导线。FPC电缆105从FPC 108延伸。散热片(heat sink)106位于LCOS面板103的下方,因此可提供散热路径。LCOS面板103还包括玻璃基板1031以及液晶层1032。
传统的LCOS显示器具有许多组件,导致制造过程复杂且成本偏高。
为了解决上述的问题,本发明的实施例提供了LCOS实现系统显示器以及其封装以降低成本并改进系统集成性。
发明内容
据此,本发明涉及一种LCOS显示器。此显示器充分利用少量的晶圆面积(spare die area),并在少量的晶圆面积中容纳更多功能芯片以增加面积效率与系统集成、增加封装产量、并降低生产成本。
本发明提供一种LCOS显示器。此显示器包括第一PCB、接口模块、第一硅芯片、以及扁平电缆(flat cable)。接口模块是位于第一PCB并用来接收影音信号。第一硅芯片包括显示区、处理区、以及金属层。显示区包括形成于第一硅芯片上LCOS面板内的像素阵列。处理区包括形成于第一硅芯片上的处理单元。金属层形成于第一硅芯片上以电连接显示区与处理区。扁平电缆用来电连接接口模块与处理单元。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文示例本发明的实施例,并结合附图,作如下详细说明。
附图说明
图1A为LCOS显示器100的方块图。
图1B为LCOS显示器100的详细方块图。
图1C为LCOS显示器100的横截面图。
图2A为LCOS显示器200的方块图。
图2B为第一硅芯片230的横截面图。
图2C为LCOS显示器200的封装。
图3A为LCOS显示器500的方块图。
图3B为LCOS显示器500的封装。
主要组件符号说明
100:LCOS显示器
101:I/O连接板
102:影音系统板
103:LCOS面板
104:信号线
105:FPC电缆
106:散热片
107:焊线
108:FPC
200:LCOS显示器
210:PCB
220:接口模块
221:串行连接器
222:影音连接器
223:外围连接器
230:第一硅芯片
240:显示区
241:像素阵列
242:时序控制器
243:栅极驱动器
244:灰阶电压产生器
245:源极驱动器
246:电压转换器
250:处理区
260:处理单元
261:视频处理器
262:音频处理器
263:音频放大器
264:存储单元
265:外围连接器
270:扁平电缆
280:PCB基板
310:金属层
410:LCOS面板
420:散热片
430:第一焊线
500:LCOS显示器
510:第二硅芯片
530:第一硅芯片
580:PCB基板
610:第二焊线
1010:串行连接器
1011:影音连接器
1012:外围连接器
1013:PCB基板
1020:视频处理器
1021:音频处理器
1022:音频放大器
1023:存储单元
1024:外围电路控制器
1026:PCB基板
1030:LCOS芯片
1031:玻璃基板
1032:液晶层
1033:时序控制器
1034:灰阶电压产生器
1035:电压转换器
1036:源极驱动器
1037:栅极驱动器
1038:像素阵列
4100:对向基板
4101:液晶层
具体实施方式
图2A为LCOS显示器200的方块图。LCOS显示器200包括PCB 210、接口模块220、第一硅芯片230、以及扁平电缆270。接口模块220是位于PCB210上并且是用来接收影音信号。第一硅芯片230包括显示区240、处理区250、以及金属层310(在图2B中图示)。显示区240包括形成于第一硅芯片230上的像素阵列241。处理区250包括形成于第一硅芯片230上的处理单元260。金属层310形成于第一硅芯片230上以电连接显示区240与处理区250。扁平电缆270电连接接口模块220与处理单元260。扁平电缆270可以是柔性扁平电缆(Flexible Flat Cable,FFC)或FPC电缆,但并非用来限定本发明。
举例来说,接口模块220可以包括串行连接器221、影音连接器222、以及外围连接器223。举例来说,影音连接器222可以是DVI端子、DSUB端子、或是复合式视频端子。举例来说,外围连接器223可以是通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)连接器。虽然接口模块220可由上述连接器构成,然而并非上述所有的连接器都必须用于接口模块220,也有能还会包括其它种类的连接器。简单地说,上述说明仅是本发明的实施例,并非用来限定本发明。
在本实施例中,处理单元260包括视频处理器261以及音频处理器262。视频处理器261在影音信号中处理视频信号。音频处理器262在影音信号中处理音频信号。处理器260可还包括音频放大器263、存储单元264、和/或是外围连接器265。音频放大器263将经过处理后的音频信号放大,并经由扁平电缆270将经过放大后的音频信号传送至接口模块220。
存储单元264将数据储存给视频处理器261以及音频处理器262。存储单元265包括DRAM和/或是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)。外围电路控制器265将来自于外围连接器223的信号转换为特定信号,其中处理单元260对此特定信号执行信号处理。
显示区240还包括时序控制器242、电压转换器246、灰阶电压产生器244、源极驱动器245、以及栅极驱动器243。时序控制器242从处理单元260转换显示数据以控制源极驱动器245以与栅极驱动器243。灰阶电压产生器244产生多个灰阶参考电压给源极驱动器245。电压转换器246产生栅极驱动器243以及源极驱动器245所需的电源电压。
第一硅芯片230封装于PCB基板280上并具有导线。处理单元260是以第一焊线430(在图2A中未示出,请参照图2C)电连接至导线,而扁平电缆270则是经由导线电连接至处理单元260。
请参照图2B,此图为第一硅芯片230的横截面图。第一硅芯片230是LCOS芯片上的系统,也可简称为SOL(System on LCOS)芯片。如上所述,金属层310形成于第一硅芯片230上以电连接显示区240与处理区250。显示区240与处理区250集成于单芯片(single chip)以达到高系统集成与有效面积利用。此外,金属层310取代了传统的FPC电缆,因此可降低生产成本。
图2C是LCOS显示器200的封装。如上所述,PCB基板280具有导线与第一焊线430,因此处理单元260以第一焊线430电连接至导线,而扁平电缆270经由导线电连接至处理单元260。散热片420设置于PCB基板280的另一表面并位于第一硅芯片230的反方向,以避免LCOS显示器200过热而损坏。
LCOS面板410包括对向基板(opposite substrate)4100与液晶层4101。对向基板4100位于第一硅芯片230上方,因此称之为对向基板。而液晶层4101位于第一硅芯片230的像素阵列241与对向基板4100之间。
因此,LCOS显示器200改进了机械连接坚韧性(robustness)以及产率(yield rate)。且由于显示区240与处理区250集成至第一硅芯片230,于是能达到高系统集成与低生产成本。另外,导线长度的缩短促使信号完整性与节电效能都得以提升。
由于半导体的生产过程不同,LCOS显示器的功能方块(functional block)可能无法轻易地集成至单芯片。为了解决此问题,有些芯片可集成至PCB上,并可由数条焊线互相连接。
图3A是LCOS显示器500根据本发明的另一实施例所图示的方块图。LCOS显示器500包括PCB 210、接口模块220、第一硅芯片530、第二硅芯片510、以及扁平电缆270。第一硅芯片530与第二硅芯片510都封装于同一PCB基板580且具有导线。第二硅芯片510包括音频放大器263与存储单元264,音频放大器263与存储单元264的半导体制程与第一硅芯片530组件不同。
图3B是LCOS显示器500的横截面图。第一硅芯片530与第二硅芯片510都以多芯片封装(multi-chip packing)技术封装于PCB基板580上,并以第一焊线430与第二焊线610电连接至PCB基板580的导线。
经由以上的实施例可得知,在LCOS芯片中,像素阵列占据了芯片大部分的面积,而其它功能方块仅占据极小的面积。芯片面积的使用藉此获得最佳化,系统集成性提高,并且制造成本也随之降低。
虽然本发明已经以实施例公开如上,然而其并非用来限定本发明,任何所属领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,应当可作一些变更与修改,因此本发明的保护范围由权利要求限定。
Claims (14)
1.一种硅基液晶显示器,包括:
第一印刷电路板;
接口模块,位于该第一印刷电路板上,用来接收影音信号;以及
第一硅芯片,包括:
显示区,包括形成于该第一硅芯片上的液晶硅面板内的像素阵列;
处理区,包括形成于该第一硅芯片上的处理单元;以及
金属层,形成于该第一硅芯片上,用来电连接显示区与处理区;
扁平电缆,用来电连接该接口模块与该处理单元,其中该第一硅芯片是封装于印刷电路基板并且具有导线,该处理单元以第一焊线电连接至该导线,该扁平电缆经由该导线电连接至该处理单元;以及
散热片,该散热片设置于该印刷电路基板的另一表面,并背对该第一硅芯片。
2.如权利要求1所述的显示器,还包括第二硅芯片,封装于该印刷电路基板上,并以数条第二焊线电连接至该导线,其中该第二硅芯片包括音频放大器与存储单元。
3.如权利要求2所述的显示器,其中该存储单元包括动态随机存取存储器以及只读存储器。
4.如权利要求2所述的显示器,其中该处理单元包括:
视频处理器,用来执行视频处理;以及
音频处理器,用来执行音频处理。
5.如权利要求1所述的显示器,其中该处理单元包括:
视频处理器,用来执行视频处理;
音频处理器,用来执行音频处理;
音频放大器;以及
存储单元。
6.如权利要求5所述的显示器,其中该存储单元包括动态随机存取存储器以及只读存储器。
7.如权利要求1所述的显示器,其中该显示区还包括:
时序控制器;
栅极驱动器,连接至该时序控制器;
灰阶电压产生器,用来产生多个灰阶参考电压;
源极驱动器,连接至该时序控制器、该灰阶电压产生器、以及该像素阵列;以及
电压转换器,用来产生该栅极驱动器与该源极驱动器所需的电源电压。
8.如权利要求7所述的显示器,其中该接口模块包括串行连接器与影音连接器。
9.如权利要求8所述的显示器,其中该影音连接器为数字视频接口端子、微型视频端子、或复合式视频端子。
10.如权利要求1所述的显示器,其中该接口模块还包括外围连接器。
11.如权利要求10所述的显示器,其中该处理单元还包括外围电路控制器,用来从该外围连接器转换信号到特定信号,其中该处理单元在该特定信号上执行信号处理。
12.如权利要求10所述的显示器,其中该外围连接器是通用串行总线连接器。
13.如权利要求1所述的显示器,其中该扁平电缆包括柔性扁平电缆或柔性印刷电路板电缆。
14.如权利要求1所述的显示器,其中该硅基液晶面板包括:
对向基板,位于该第一硅芯片上方;以及
液晶层,位于该像素阵列与该对向基板间。
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