本周，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，该专利涉及未来设备显示屏中的硅基液晶（LCoS），包括苹果公司近十年来一直在研究的一个项目。

苹果的专利涵盖了采用 LCoS 的电子设备，如 MacBook、iMac、iPad、iPhone、Apple Watch 和“可穿戴设备”。显示屏可以由安装在基板表面的发光二极管阵列构成。发光二极管可以是分立的晶体半导体发光二极管。基板可以是半导体基板，如硅基板，也可以是透明基板，如透明玻璃或塑料层。

电路可位于发光二极管之间的空间。电路也可位于基板的后表面，并可使用通孔与发光二极管阵列耦合。电路可包括集成电路和附着在基板上的其他元件，也可包括晶体管和在硅基板内形成的其他电路。触摸传感器电极、光传感器和其他元件可位于发光二极管之间的空间中。

在基板由透明材料形成的配置中，可将图像传感器和透镜置于基板下方。这样，图像传感器就能利用穿过透明基板和透镜的图像光来捕捉图像。

如示意图3所示，显示器 #14 可以包括诸如基板层 #24 的层，这些层可以由诸如玻璃层、聚合物层、包括聚合物和无机材料的复合膜、金属箔、诸如硅或其他半导体材料的半导体、诸如蓝宝石的材料层（例如晶体透明层、陶瓷等）或其他材料形成。

显然，这是一项技术含量很高的专利，要查看更多专利详细信息，请查看苹果公司的专利申请 20230259226。

此前Raontech 的首席执行官Brian Kim曾表示，对于AR 眼镜中使用的微型显示器而言，硅基液晶（LCoS）在亮度方面要优于硅基发光二极管（LEDoS）。苹果等公司可能会在未来的 AR 眼镜中采用这种技术。

苹果不断寻求为不同的设备提供更好的显示屏，虽然据称 LCoS 比 OLEDoS及LEDoS 更适合未来的 XR 头显，但目前尚不清楚苹果认为哪款设备会受益于这样的显示屏。

此外，苹果在欧洲的一项专利申请透露该公司也在同时研究一种与LCoS类似的显示技术，他们称之为硅基铁电液晶（fLCoS）显示面板。自 2020 年以来，苹果公司的显示团队一直在研究这项技术。该专利于 2023 年 8 月 16 日在欧洲公布。

苹果公司在专利中指出，头戴式设备等电子设备可以有一个或多个近眼显示屏，为用户生成图像。

头戴式设备可以是一副VR眼镜，也可以是一个AR头戴式设备，它可以让观看者同时看到计算机生成的图像和周围环境中的真实世界物体。

显示器可包括显示模块和波导。显示模块可包括空间光调制器，例如硅基铁电液晶（fLCOS）显示面板和照明光学器件。

照明光学器件可包括产生照明光的光源，如发光二极管（LED）。照明光可提供线性偏振，并可传输到 fLCoS 显示面板。fLCoS 显示面板可将图像数据（如图像帧）调制到照明光上，以产生图像光。波导可将图像光导向眼盒。

fLCoS 显示面板可至少包括一个铁电液晶 (fLC) 层和一个背板。背板可通过铁电液晶层接收照明光。背景可将照明光反射为图像光。为了更大限度地提高 fLCoS 显示面板的反射率，从而提高显示模块的光学性能，背板可以是银背板或介质镜背板。

在某些情况下，可以使用银合金来提高稳定性。此外，fLCoS 显示面板的单元间隙可以等于一个波长除以四倍 fLC 层的双折射。为了进一步优化显示模块的光学性能，用于确定单元间隙的波长可以是介于 500 纳米和 565 纳米之间的绿色波长。

苹果公司的专利图 2 是一个用于显示器的说明性光学系统的俯视图，该系统具有一个显示模块，向波导提供图像光。显示模块包括一个 fLCoS 面板。