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LCoS——硅基液晶  
2008年12月03日 10:44 july

 



　　LCoS，為Liquid Crystal on Silicon的縮寫，即硅基液晶，是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù)，基成像方式類似于三片式的LCD液晶技術(shù)，不過采用LCoS技術(shù)的投影機(jī)其光線不是透過LCD面板，而是采用反射方式形成彩色圖像。

　　它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，用先進(jìn)工藝磨平后鍍上鋁當(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的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LCoS將控制電路放置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而達(dá)到更大的光輸出和更高的分辨率。

　　從技術(shù)角度講，在新興的顯示媒體中，PDP的前景最黯淡，存在的局限最多，而最有發(fā)展前途的當(dāng)屬DLP和LCoS。就目前的技術(shù)發(fā)展而言，LCoS尚不如DLP成熟。

　　首先，LCoS顯示技術(shù)涉及到多個(gè)高技術(shù)前沿領(lǐng)域，主要有VLSI設(shè)計(jì)和工藝相關(guān)技術(shù)、液晶相關(guān)技術(shù)、光學(xué)引擎技術(shù)、新型光碟技術(shù)、圖像處理相關(guān)技術(shù)等，因此沒有哪一個(gè)公司可以掌握所有的關(guān)鍵技術(shù)。而DLP技術(shù)成熟，已經(jīng)占領(lǐng)大量普通民用視頻設(shè)備領(lǐng)域，分辨率在1024×768水平的DLP產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)很低廉，在2048×1024分辨率水平上的DLP也已經(jīng)能夠供應(yīng)市場，雖然由于價(jià)格因素目前主要應(yīng)用在數(shù)字電影院的放映上，但是隨著4000×2000水平的DLP應(yīng)用到數(shù)字電影放映中，2048×1024水平的高清晰電視投影機(jī)也會(huì)面世。其次，LCoS高分辨率帶來的大屏幕高清晰畫質(zhì)還不能表現(xiàn)出來，和DLP成熟的技術(shù)比確實(shí)相差太遠(yuǎn)。在LCoS投影系統(tǒng)中，光學(xué)引擎、機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)電路和LCoS芯片本身的任何缺陷都會(huì)影響圖像顯示效果。第三，LCoS微顯示器的開發(fā)和生產(chǎn)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)業(yè)鏈還沒有完全形成，新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、聯(lián)合加工、技術(shù)方案的改變等，使得LCoS系統(tǒng)的低成本優(yōu)勢(shì)還沒有體現(xiàn)出來。雖然理論上在分辨率、亮度等功能相匹配的情況下，三片式LCoS投影系統(tǒng)的成本可以低于單片DLP投影系統(tǒng)的價(jià)格，但是距離實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)還有很遠(yuǎn)的路要走。

　　在新興的顯示技術(shù)中，可以清晰地分成2個(gè)陣營，PDP和LCD是一種技術(shù)方向，側(cè)重于顯示器件本身的開發(fā)。DLP和LCoS代表著另一種方向，它們跳出了就顯示器件研制顯示媒體的框子，立足于微型芯片制造技術(shù)，在技術(shù)和成本上顯然和前者不在一個(gè)層次上。因此在PDP和LCD為韓國、日本及我國的臺(tái)灣三分天下的時(shí)候，DLP為美國的TI公司所獨(dú)有就毫不奇怪了，畢竟在芯片制造商領(lǐng)域還是美國的天下。目前國際上有幾十家公司在積極開發(fā)LCoS微顯示器技術(shù)，但是只有索尼、JVC、飛利浦和日立公司有相關(guān)少量的產(chǎn)品推出。

　　同DLP一樣，LCoS在大屏幕高清晰度電視機(jī)市場有著無限的潛力，同時(shí)由于LCoS微顯示器體積小、功耗低，便于低溫加固，在各種軍用頭盔顯示器方面完全可以取代早期的微型CRT。在近眼顯示器領(lǐng)域，有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近眼顯示器是一個(gè)特殊的應(yīng)用方向和市場，目標(biāo)產(chǎn)品包括頭盔顯示器HMD、手機(jī)顯示器、無線網(wǎng)絡(luò)終端、可穿戴計(jì)算機(jī)顯示器等。在軍事、醫(yī)療、娛樂等領(lǐng)域，LCoS微顯示器潛在的技術(shù)內(nèi)涵將會(huì)形成各類便攜式高清晰顯示技術(shù)的核心。

　　其它新興顯示技術(shù)展望

　　OLED，即有機(jī)電致發(fā)光二極管，也被很多廠商叫做OEL，索尼稱為有機(jī)EL。OLED被稱為下一代平板顯示技術(shù)，目前2英寸左右的成品已經(jīng)開始在數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)等產(chǎn)品上得到應(yīng)用，但是要想在電視機(jī)方面推出成熟的消費(fèi)品，還有一段路要走。

　　OLED電視不需要液晶電視所必需的光源，同時(shí)具有等離子電視的高清晰度，而且屏幕更薄，甚至可以做成1mm厚卷起來。這種電視的原材料比較便宜，可以用塑料、聚酯薄膜或膠片作為基板，又不需要光源，今后價(jià)格肯定要低于等離子電視和液晶電視。

　　目前，三洋已經(jīng)生產(chǎn)出了使用OLED屏幕的手機(jī)；索尼也一直在開發(fā)OLED電視，宣稱2005年就將推出13英寸左右的樣品。2003年，我國臺(tái)灣地區(qū)的IETECH公司成功研制出了20英寸的OLED顯示屏，讓人們看到了OLED在大屏幕顯示領(lǐng)域的潛力。

　　FED，即場發(fā)射顯示技術(shù)，也是被許多廠商看好的一種未來大屏幕顯示技術(shù)，是一種具有較長歷史卻進(jìn)展相對(duì)比較緩慢的顯示技術(shù)。早在1928年場發(fā)射電極理論就被提出，直到1968年才開始有場發(fā)射電極應(yīng)用于顯示器的研究，1991年第一款FED顯示器產(chǎn)品由法國的一家公司展出。

　　該技術(shù)的顯示原理類似于CRT，都是由陰極發(fā)射電子，撞擊熒光屏發(fā)江。只是FED中的陰極射線管被場發(fā)射陣列平面陰極代替，因此顯示器由平面陰極和熒光顯示屏兩部分組成，實(shí)現(xiàn)了平面顯示。FED在實(shí)現(xiàn)了平板顯示器的輕薄結(jié)構(gòu)的同時(shí)卻繼承了CRT的高性能，可以實(shí)現(xiàn)高亮度、高響應(yīng)速度、真彩色、寬視野，同時(shí)避免了CRT的電磁輻射和X射線輻射。

　　2002年三星公司已經(jīng)研制出了32英寸的FED面板，同年伊勢(shì)電子了展出了40英寸FED面板，2003年摩托羅拉成功開發(fā)出使用碳納米管的FED面板，除已經(jīng)發(fā)表的15英寸樣品以外，還將加緊試制30英寸產(chǎn)品，在生產(chǎn)超過30英寸的大尺寸面板模塊時(shí)，與液晶面板相比，成本大約可以降低30％左右，F(xiàn)ED也已經(jīng)開始了大屏幕應(yīng)用歷程。

　　GLV顯示系統(tǒng)，即“柵狀光閥”成像系統(tǒng)，是一種全新的高精度光電調(diào)制器。由美國CLM公司開發(fā)，由于財(cái)務(wù)困境于2000年轉(zhuǎn)讓給索尼。GLV柵狀光閥是依靠靜電驅(qū)動(dòng)微型機(jī)械部件，對(duì)入射光的強(qiáng)度和反射方向進(jìn)行控制的器件，屬于“微機(jī)電子系統(tǒng)”。GLV是一個(gè)線陣式硅芯片器件，只能產(chǎn)生一條豎直的線陣式像素，要變成一個(gè)平面圖像還要依靠光學(xué)的掃描方法。電視圖像中垂直像素的多少，由GLV線陣器件的像素?cái)?shù)目決定，索尼公司開發(fā)的GLV是1080個(gè)像素排成豎列的一維畫面器件。將此經(jīng)由1080組GLV光柵反射的激光帶，再用光學(xué)棱鏡水平旋轉(zhuǎn)投射到屏幕上，就可以形成一幅1920×1080的高清晰度電視圖像。

　　水平像素的多少，由光柵所加電視信號(hào)的行像素決定。GLV每個(gè)晶片長度為20μm，寬度為5μm。GLV光柵調(diào)制器結(jié)構(gòu)比較簡單，采用不同的投射光路，既可以組成與等離子電視厚度相差不大的背投電視，也可以做成正投影裝置，但目前該技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)階段。

　　新興電視中將消失的名詞

　　在新興顯示媒體中，很多概念甚至將消失得無影無蹤，在顯像管電視機(jī)宣傳中為一些商家不斷炒作、一些發(fā)燒友津津樂道的名詞，將不復(fù)存在。

　　逐行掃描：這個(gè)名詞是顯像管電視機(jī)專有的名詞，對(duì)于LCD、PDP、DLP或者LCoS這些新興的顯示媒體而言，圖像傳輸和顯示都是整幅的圖像，沒有所謂行結(jié)構(gòu)。

　　磁化：也是顯像管電視機(jī)專有的概念，對(duì)于LCD、PDP、DLP或者LCoS來說，不必?fù)?dān)心磁化問題。

　　地磁校正：對(duì)于大屏幕顯像管電視機(jī)，由于地磁的影響，擺放的時(shí)候要求考慮方向性，否則圖像會(huì)發(fā)生一些問題，影響正常觀看，好一點(diǎn)的電視機(jī)都帶有地磁校正

　　物理純平：對(duì)于顯像管電視機(jī)，在所謂的純平狀態(tài)下，幾乎所有的電視機(jī)都存在枕型失真和匯聚不準(zhǔn)問題。而LCD、PDP、DLP和LCoS這些新興的電視機(jī)，都是平面的，先天就不存在上述缺陷。

 

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