LCOS技術(shù)原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)介紹

LCOS投影技術(shù)是2000年以后發(fā)展起來(lái)的最新投影技術(shù)，是一種新型的反射式投影技術(shù)，與穿透式LCD和DLP相比，LCOS具有利用光效率高、體積小、開口率高、制造技術(shù)較成熟等特點(diǎn)，它可以很容易的實(shí)現(xiàn)高分辨率和充分的色彩表現(xiàn)。LCOS技術(shù)在日后大屏幕顯示應(yīng)用領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢(shì)，其沒(méi)有晶元模式，且具有開放的架構(gòu)和低成本的潛力。近幾年來(lái)，在LCD業(yè)界出現(xiàn)了許多新技術(shù)，其中較熱門的技術(shù)LCOS的最大優(yōu)點(diǎn)是解析度很高，在攜帶型資訊設(shè)備的應(yīng)用這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其他技術(shù)無(wú)法與之看齊的。

LCOS投影技術(shù)示意圖

  此外，LCOS投影機(jī)在高分辨率投影方面非常具有潛力。目前市場(chǎng)上的 LCOS投影機(jī)通常都是SXGA（1365×1024）或更高。由于LCOS的晶體管及驅(qū)動(dòng)線路都制作于硅基板內(nèi)，位于反射面之下，不占表面面積，所以僅有像素間隙占用開口面積。而在穿透式LCD投影機(jī)中，作為像素點(diǎn)開關(guān)控制的晶體管被做在液晶板上相應(yīng)位置上，在光源透射過(guò)程中，晶體管本身將阻擋部分光線，因此采用透射式液晶技術(shù)的投影機(jī)的光源利用效率不高，僅有3%～10％。故理論上LCOS不論分辨率或開口率都會(huì)比穿透式LCD高，畫面上像素柵格結(jié)構(gòu)幾乎不可見(jiàn)，光的利用效率可達(dá)40％以上，從而達(dá)到更大的光輸出和更充分的色彩體現(xiàn)。相對(duì)于 DLP微鏡帶來(lái)的銳利的數(shù)字畫面，LCOS投影機(jī)的像素邊緣顯得更加平滑，有效消除了圖像的鋸齒現(xiàn)象，適合喜歡自然、柔和畫面的用戶。

LCOS投影色彩較量完勝LCD

LCOS投影機(jī)工作原理

                                    
   LCOS投影機(jī)工作原理

目前業(yè)界普遍認(rèn)可：在顯示器市場(chǎng)20吋以下以LCD為主流，PDP可應(yīng)用于30吋- 60吋產(chǎn)品，但價(jià)格昂貴，投影顯示器適用于30吋- 60吋以上的產(chǎn)品，具有解析度高，價(jià)格適中等優(yōu)勢(shì)。LCOS投影顯示技術(shù)則是落于上述投影顯示器市場(chǎng)；另外亦可作為直視元件，應(yīng)用在HMD中。

事實(shí)上，LCOS技術(shù)也比較復(fù)雜，因?yàn)樗墙Y(jié)合了DLP和LCD兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)而來(lái)的，所以要弄懂LCOS技術(shù)就必須要對(duì)DLP和LCD有足夠的了解，DLP是一種反射投影技術(shù)，LCD（液晶）則是一種透射型技術(shù)，LCOS就是在液晶層下面加入反射技術(shù)，從而大幅提高性能。

LCOS即Liquid Crystal on Silicon，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。

LCOS利用CMOS半導(dǎo)體制程，將電路及平面的反射鏡做在非常平滑的硅芯片上做為基礎(chǔ)，然后再于此一平面的硅基上涂布LCD，并將液晶著床于硅芯片之上，然后再覆上一片非常薄的玻璃。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是把光線由外部投射至芯片之上，再由芯片上面那層LCD的明暗變化來(lái)決定要反射多少的光線出去，而此一反射率之變化則是受到影像訊號(hào)的調(diào)制；因此，只要把影像訊號(hào)加諸于硅芯片，經(jīng)由芯片反射出來(lái)的光線就會(huì)隨著視訊產(chǎn)生變化，此一變化再經(jīng)由透鏡投射至銀幕，就變成可以觀賞的投影機(jī)畫面了。

LCOS技術(shù)主要以3片式技術(shù)為主，它的主要優(yōu)勢(shì)在于高開口率、低價(jià)格、豐富的色彩，尤其是其高開口率和像素密度的優(yōu)勢(shì)，使得LCOS在產(chǎn)品小型化和高解析度方面的優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚。當(dāng)然LCOS的缺點(diǎn)也很明顯，其工藝并非我們說(shuō)的那樣簡(jiǎn)單，所以它的良品率有待提高，而低成本優(yōu)勢(shì)還未能充分發(fā)揮，因此在商務(wù)和教育產(chǎn)品中還未引入。

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投影技術(shù)特點(diǎn)

LCOS投影技術(shù)是尺寸非常小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣采用CMOS技術(shù)在硅芯片上加工制作而成。像素的尺寸大小從7微米到20微米，對(duì)于百萬(wàn)像素的分辨率，這個(gè)裝置通常小于1英寸。有效矩陣的電路在每個(gè)像素的電極和公共透明電極間提供電壓，這兩個(gè)電極之間被一薄層液晶分開。像素的電極也是一個(gè)反射鏡。通過(guò)透明電極的入射光被液晶調(diào)制光電響應(yīng)電壓將被應(yīng)用于每個(gè)像素電極。

反射的像被光學(xué)方法同入射光分開從而被投影物鏡放大成像到大屏幕上。采用LCOS技術(shù)的投影機(jī)其光線不是穿過(guò)LCD面板，而是采用反射方式來(lái)形成圖像，光利用效率可達(dá)40%。與其他投影技術(shù)相比，LCOS技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，采用該技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品在亮度和價(jià)格方面也存在明顯的優(yōu)勢(shì)。