结束低潮迎来春天 看LCOS投影技术的发展

结束低潮迎来春天看LCOS投影技术的发展[2010-01-0611:41:38]出处：pconline什么是LCOS？LCOS技术是现行三种投影技术中的后起之秀，它是“硅基液晶”（LiquidCrystalonSilicon）技术的缩写名称，属于新型的反射式microLCD投影技术，其结构是在矽晶圆上长电晶体，利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS-LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装测试。简单来说，LCOS是直接与映像管(CRT)投影技术、高温多晶矽液晶(Ploy-SiLCD)穿透式投影技术、DMD(DigitalMicromirrorDevice)数位光学处理(DLP;DigitalLightProjector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟，LCOS则成为投影显示技术的新主流。LCOS工作原理LCOS投影技术分为单片式和三片式两种。单片式采用了与DLP投影技术类似的时序成像方式；三片式是指使用红绿蓝三原色通过棱镜分离再汇聚的成像方式，这种方式的成像质量更高。目前的主流产品普遍采用了这种成像方式。LCOS光学引擎架构三片式的LCOS成像系统，首先将投影机灯泡发出的白色光线，通过分光系统系统分成红绿蓝三原色的光线，然后，每一个原色光线照射到一块反射式的LCOS芯片上，系统通过控制LCOS面板上液晶分子的状态来改变该块芯片每个像素点反射光线的强弱，最后经过LCOS反射的光线通过必要的光学折射汇聚成一束光线，经过投影机镜头照射到屏幕上，形成彩色的图像。LCOS光学引擎架构这种成像系统在光源光线参与成像的利用率上能够达到单片式成像系统的一倍左右。同时因此，同样的光源和电力消耗可以产生更加明亮的最终画面。同时，由于避免了单片式DLP时序成像的缺陷，三片式LCOS投影系统也能产生出更加饱和、丰满的色彩，并且不会出现困扰单片式DLP成像系统的彩虹画面问题。LCOS投影技术发展历史LCOS技术最早出现在二十世纪九十年代末期。其首批成型产品是由AuroraSystems公司于2000年开发出的。该产品具有高分辨率、低价格、反射式成像的特点。在此之后无数家企业蜂拥而至。早期LCOS技术最有力的支持者是英特尔和飞利浦两位“巨人”，还有今天依然活跃在LCOS舞台上的索尼、JVC等许多知名企业。但是，让人遗憾的是那两位“巨人”却未能坚持到最后。JVC的110寸LCOS背投2004年，随着液晶和等离子平板电视产品市场的高速增长，飞利浦宣布退出单片式时序成像的LCOS产品的开发计划。同样在这一年，英特尔停止了百万像素级LCOS芯片的研发和供货计划。据英特尔宣称，未来主要经历将放在开发两百万像素全高清级LCOS产品上。英特尔这样的表态被认为是希望以LCOS在像素密度上的优势和德州仪器的DLP投影技术相抗衡的策略。但是，2005年后，英特尔开发LCOS的计划却“不了了之”了。2004和2005年，失去两位“巨人”的LCOS阵营进入了低潮时期。在这个时期先后有多家企业研发和生产出了各自的LCOS产品。LCOS阵营似乎一时间面临崩溃的危险。但是，出于对已有技术的不满和对未来产业趋势的预期，索尼、JVC和台湾的视窗科技却依然坚持了下来。2004年，佳能发布了第一款采用LCOS技术的1400x1050高分辨率投影机，为LCOS阵营增添了一个强有力的产品。LCOS投影技术优势LCOS技术在色彩、对比度、亮度、开口率、光效率、和高分辨率等方面的优势远远超过了DLP和LCD技术。LCOS可视为LCD的一种，但传统的LCD是做在玻璃基板上，但LCOS则是长在矽晶圆上。和LCOS的相对比的产品，最常用在投影机上的高温多晶矽LCD为代表。后者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，解析度不易提高；LCOS则采用反射式投射，光利用效率可达40%以上，且其最大的优势是可利用最广泛使用、最便宜的CMOS制程，毋需额外的投资，并可随半导体制程快速的微细化，易于提高解析度。相比LCD技术，LCOS具有色彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能的特点。相比单片式DLP技术，三片式LCOS投影技术具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现，没有色彩断裂现和观赏者眩晕现象等特点。在和三芯片DLP投影机的比较中，三片式LCOS投影机在分辨率上的优势更是DLP投影机无可比拟的。目前，LOCS芯片的分辨率已经可以覆盖2K、3K、4K、8K等水平产品。而DLP技术由于其微电子机械学结构的原因导致其分辨率难以达到2K以上，这可以说是所有DLP投影产品和三片式LCOS投影产品对抗时候的致命弱点。LCOS投影技术缺点虽然LCOS看起来简单，但要产品化还要有一个过程，并不是像想象的那样容易形成一个产业。LCOS技术一经推出便在全世界范围内造成极大影响，但由于制造工艺等方面原因，目前基于LCOS技术的产品还没有形成大规模量产，只有少数厂家开发出了应用于投影机的LCOS芯片和应用LCOS技术的投影机及背投电视机。LCOS技术在以后大屏幕显示应用领域具有很大优势，它没有晶元模式，且具有开放的架构和低成本的潜力。目前LCOS的发展业者集中在美英中三地的Fabless公司，包括Three-Five、Aurora（原S-Vision）、MicroPix、Microdisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight，中国香港的Varitronix以及中国南阳的河南南方辉煌图像信息技术有限公司（中美合资）等。由于LCOS在开发中涉及整个元件的设计、制造到光学系统的整合，有较高的技术门槛。且每个业者所开发的LCOS，各有专用的ASIC、光学引擎等，零组件和生产各自为阵，无法标准化，因此很难达到量产的经济规模，部份业者因无法提出全套的解决方案，致使产品无法顺利推出而面临财务危机。另外最大的障碍是合格率问题，LCOS前段之矽制程以0.35u制程即可（也不需要作得更小了），目前良率已可达90%；后段加玻璃基板，抽入液晶，并加以切割、封装的部份，目前良率却仍很低，仅约30%左右。LCOS的后段制程良率若无法顺利提升，将可能面临如DMD技术一般的窘境。LCOS技术的春天经过几年的发展，LCOS现在已经进入了一个相对成熟时期，随着技术的不断进步，现在已经开发出了主要应用于大型数字高清影院的1.7英寸4K(3840×2048)超高分辨率显示芯片，并成为高端影院投影机产品采用的主要技术。得到了包括佳能、索尼、JVC、先锋、LG等数家企业的支持。佳能从04年开始，一直贯彻LCOS投影技术，推出多款高分辨率投影机产品，完善了LCOS投影产品线，07年，佳能又发布了一款高分辨率投影机SX7，这款拥有3700流明高亮度，1000:1对比度的旗舰机型。08年8月20日佳能又发布了——SX80，这是一款采用了LCOS投影技术和佳能AISYS专利光学技术，具有3000流明亮度的SXGA+级高分辨率投影机。采用LCOS技术的投影机还有索尼VPL-VW200、VPL-VW60、示创HD900家用投影机、JVC旗舰DLA-HD100LCOS投影机等等。2008年年底，台湾欧达推出首款LCoS口袋型多媒体投影机——欧达P1，目前这款新品已经在国内上市销售，LCOS技术之前只能停留在需要高解析度的特定用途中，但自08年3月后，LCOS技术开始应用到手机产品中，而且在08第4季正式供货。LCoS技术还有很大的潜在市场，例如HMD、高价位的数位相机、数位摄影机等领域均可应用。目前，LCOS技术已经渡过了低潮时期，呈现出良好的发展态势。在投影显示技术上，DLP技术追赶LCD技术用了十年的时间，而目前LCOS技术也已经经过了八九年的发展期。随着技术进一步发展成熟，生产成本日益下降，LCOS投影显示技术发展的春天正在向我们走来。LG带投影功能智能手机曝光2009年12月03日