什么是LCOS？
LCOS技術(shù)是現(xiàn)行三種投影技術(shù)中的后起之秀，它是“硅基液晶”（Liquid Crystal on Silicon）技術(shù)的縮寫(xiě)名稱(chēng)，屬于新型的反射式micro LCD投影技術(shù)，其結(jié)構(gòu)是在矽晶圓上長(zhǎng)電晶體，利用半導(dǎo)體制程制作驅(qū)動(dòng)面板(又稱(chēng)為CMOS -LCD)，然后在電晶體上透過(guò)研磨技術(shù)磨平，并鍍上鋁當(dāng)作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進(jìn)行封裝測(cè)試。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，LCOS是直接與映像管(CRT)投影技術(shù)、高溫多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技術(shù)、DMD(Digital Micromirror Device)數(shù)位光學(xué)處理(DLP; Digital Light Projector)反射式技術(shù)相關(guān)。這三項(xiàng)技術(shù)已發(fā)展成熟，LCOS則成為投影顯示技術(shù)的新主流。
LCOS工作原理
LCOS投影技術(shù)分為單片式和三片式兩種。單片式采用了與DLP投影技術(shù)類(lèi)似的時(shí)序成像方式；三片式是指使用紅綠藍(lán)三原色通過(guò)棱鏡分離再匯聚的成像方式，這種方式的成像質(zhì)量更高。目前的主流產(chǎn)品普遍采用了這種成像方式。
LCOS光學(xué)引擎架構(gòu) 三片式的LCOS成像系統(tǒng)，首先將投影機(jī)燈泡發(fā)出的白色光線(xiàn)，通過(guò)分光系統(tǒng)系統(tǒng)分成紅綠藍(lán)三原色的光線(xiàn)，然后，每一個(gè)原色光線(xiàn)照射到一塊反射式的LCOS芯片上，系統(tǒng)通過(guò)控制LCOS面板上液晶分子的狀態(tài)來(lái)改變?cè)搲K芯片每個(gè)像素點(diǎn)反射光線(xiàn)的強(qiáng)弱，最后經(jīng)過(guò)LCOS反射的光線(xiàn)通過(guò)必要的光學(xué)折射匯聚成一束光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)投影機(jī)鏡頭照射到屏幕上，形成彩色的圖像。歡迎光臨小強(qiáng)家庭影院導(dǎo)購(gòu)網(wǎng)vxru.cn
LCOS光學(xué)引擎架構(gòu)
LCOS投影技術(shù)發(fā)展歷史
LCOS技術(shù)最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)九十年代末期。其首批成型產(chǎn)品是由Aurora Systems公司于2000年開(kāi)發(fā)出的。該產(chǎn)品具有高分辨率、低價(jià)格、反射式成像的特點(diǎn)。在此之后無(wú)數(shù)家企業(yè)蜂擁而至。早期LCOS技術(shù)最有力的支持者是英特爾和飛利浦兩位“巨人”，還有今天依然活躍在LCOS舞臺(tái)上的索尼、JVC等許多知名企業(yè)。但是，讓人遺憾的是那兩位 “巨人”卻未能堅(jiān)持到最后。
JVC的110寸LCOS背投
2004年，隨著液晶和等離子平板電視產(chǎn)品市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，飛利浦宣布退出單片式時(shí)序成像的LCOS產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。同樣在這一年，英特爾停止了百萬(wàn)像素級(jí)LCOS芯片的研發(fā)和供貨計(jì)劃。據(jù)英特爾宣稱(chēng)，未來(lái)主要經(jīng)歷將放在開(kāi)發(fā)兩百萬(wàn)像素全高清級(jí)LCOS產(chǎn)品上。英特爾這樣的表態(tài)被認(rèn)為是希望以L(fǎng)COS在像素密度上的優(yōu)勢(shì)和德州儀器的DLP投影技術(shù)相抗衡的策略。但是，2005年后，英特爾開(kāi)發(fā)LCOS的計(jì)劃卻 “不了了之”了。
2004和2005年，失去兩位“巨人”的LCOS陣營(yíng)進(jìn)入了低潮時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期先后有多家企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)出了各自的LCOS產(chǎn)品。LCOS陣營(yíng)似乎一時(shí)間面臨崩潰的危險(xiǎn)。但是，出于對(duì)已有技術(shù)的不滿(mǎn)和對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的預(yù)期，索尼、JVC和臺(tái)灣的視窗科技卻依然堅(jiān)持了下來(lái)。2004年，佳能發(fā)布了第一款采用LCOS技術(shù)的1400x1050高分辨率投影機(jī)，為L(zhǎng)COS陣營(yíng)增添了一個(gè)強(qiáng)有力的產(chǎn)品。
LCOS投影技術(shù)優(yōu)勢(shì)
LCOS技術(shù)在色彩、對(duì)比度、亮度、開(kāi)口率、光效率、和高分辨率等方面的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了DLP和LCD技術(shù)。LCOS可視為L(zhǎng)CD的一種，但傳統(tǒng)的LCD是做在玻璃基板上，但LCOS則是長(zhǎng)在矽晶圓上。和LCOS的相對(duì)比的產(chǎn)品，最常用在投影機(jī)上的高溫多晶矽LCD為代表。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則采用反射式投射，光利用效率可達(dá)40%以上，且其最大的優(yōu)勢(shì)是可利用最廣泛使用、最便宜的CMOS制程，毋需額外的投資，并可隨半導(dǎo)體制程快速的微細(xì)化，易于提高解析度。歡迎光臨小強(qiáng)家庭影院導(dǎo)購(gòu)網(wǎng)vxru.cn
相比LCD技術(shù)，LCOS具有色彩鮮艷、灰度優(yōu)秀、黑色深沉、畫(huà)面明亮、網(wǎng)格化情況較少和更加節(jié)能的特點(diǎn)。相比單片式DLP技術(shù)，三片式LCOS投影技術(shù)具有更高的光學(xué)利用效率、更加豐滿(mǎn)的色彩表現(xiàn)，沒(méi)有色彩斷裂現(xiàn)和觀(guān)賞者眩暈現(xiàn)象等特點(diǎn)。在和三芯片DLP投影機(jī)的比較中，三片式LCOS投影機(jī)在分辨率上的優(yōu)勢(shì)更是DLP投影機(jī)無(wú)可比擬的。目前，LOCS芯片的分辨率已經(jīng)可以覆蓋2K、3K、4K、8K等水平產(chǎn)品。而DLP技術(shù)由于其微電子機(jī)械學(xué)結(jié)構(gòu)的原因?qū)е缕浞直媛孰y以達(dá)到2K以上，這可以說(shuō)是所有DLP投影產(chǎn)品和三片式LCOS投影產(chǎn)品對(duì)抗時(shí)候的致命弱點(diǎn)。
LCOS投影技術(shù)缺點(diǎn)
雖然LCOS看起來(lái)簡(jiǎn)單，但要產(chǎn)品化還要有一個(gè)過(guò)程，并不是像想象的那樣容易形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。LCOS技術(shù)一經(jīng)推出便在全世界范圍內(nèi)造成極大影響，但由于制造工藝等方面原因，目前基于LCOS技術(shù)的產(chǎn)品還沒(méi)有形成大規(guī)模量產(chǎn)，只有少數(shù)廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)出了應(yīng)用于投影機(jī)的LCOS芯片和應(yīng)用LCOS技術(shù)的投影機(jī)及背投電視機(jī)。LCOS技術(shù)在以后大屏幕顯示應(yīng)用領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢(shì)，它沒(méi)有晶元模式，且具有開(kāi)放的架構(gòu)和低成本的潛力。
目前LCOS的發(fā)展業(yè)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，中國(guó)香港的Varitronix以及中國(guó)南陽(yáng)的河南南方輝煌圖像信息技術(shù)有限公司（中美合資）等。由于LCOS在開(kāi)發(fā)中涉及整個(gè)元件的設(shè)計(jì)、制造到光學(xué)系統(tǒng)的整合，有較高的技術(shù)門(mén)檻。且每個(gè)業(yè)者所開(kāi)發(fā)的LCOS，各有專(zhuān)用的ASIC、光學(xué)引擎等，零組件和生產(chǎn)各自為陣，無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化，因此很難達(dá)到量產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，部份業(yè)者因無(wú)法提出全套的解決方案，致使產(chǎn)品無(wú)法順利推出而面臨財(cái)務(wù)危機(jī)。
另外最大的障礙是合格率問(wèn)題，LCOS前段之矽制程以0.35u制程即可（也不需要作得更小了），目前良率已可達(dá)90%；后段加玻璃基板，抽入液晶，并加以切割、封裝的部份，目前良率卻仍很低，僅約30%左右。LCOS的后段制程良率若無(wú)法順利提升，將可能面臨如DMD技術(shù)一般的窘境。
LCOS技術(shù)的春天
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，LCOS現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)成熟時(shí)期，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了主要應(yīng)用于大型數(shù)字高清影院的1.7英寸4K(3840×2048)超高分辨率顯示芯片，并成為高端影院投影機(jī)產(chǎn)品采用的主要技術(shù)。得到了包括佳能、索尼、JVC、先鋒、LG等數(shù)家企業(yè)的支持。
佳能從04年開(kāi)始，一直貫徹LCOS投影技術(shù)，推出多款高分辨率投影機(jī)產(chǎn)品，完善了LCOS投影產(chǎn)品線(xiàn)，07年，佳能又發(fā)布了一款高分辨率投影機(jī)SX7，這款擁有3700流明高亮度，1000:1對(duì)比度的旗艦機(jī)型。08年8月20日佳能又發(fā)布了——SX80，這是一款采用了LCOS投影技術(shù)和佳能AISYS專(zhuān)利光學(xué)技術(shù)，具有3000流明亮度的SXGA+級(jí)高分辨率投影機(jī)。
采用LCOS技術(shù)的投影機(jī)還有索尼VPL-VW200、VPL-VW60、示創(chuàng)HD 900家用投影機(jī)、JVC旗艦DLA-HD100 LCOS投影機(jī)等等。
2008年年底，臺(tái)灣歐達(dá)推出首款LCoS口袋型多媒體投影機(jī)——歐達(dá)P1，目前這款新品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)上市銷(xiāo)售，LCOS技術(shù)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技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到手機(jī)產(chǎn)品中，而且在08第4季正式供貨。LCoS技術(shù)還有很大的潛在市場(chǎng)，例如HMD、高價(jià)位的數(shù)位相機(jī)、數(shù)位攝影機(jī)等領(lǐng)域均可應(yīng)用。
目前，LCOS技術(shù)已經(jīng)渡過(guò)了低潮時(shí)期，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在投影顯示技術(shù)上，DLP技術(shù)追趕LCD技術(shù)用了十年的時(shí)間， 而目前LCOS技術(shù)也已經(jīng)經(jīng)過(guò)了八九年的發(fā)展期。隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展成熟，生產(chǎn)成本日益下降，LCOS投影顯示技術(shù)發(fā)展的春天正在向我們走來(lái)。
