我們知道,當前的投影市場上最常見的是LCD和DLP顯示技術,相比于日臻成熟的這兩種投影技術,號稱要在將來超越DLP和LCD成為投影技術"王者"的LCOS還是一門新的技術。LCOS將CMOS半導體基板與LCD技術相結(jié)合,就技術面來看,它具有高解析度、高亮度的特性,加上產(chǎn)品結(jié)構簡單,亦具低成本潛力,是一種極具發(fā)展前景的新興技術。而經(jīng)過這些年的發(fā)展,LCOS投影還是取得了長足的進步,正逐漸走向成熟。
LCOS投影技術原理
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)技術屬于新型的反射式micro LCD投影技術,其結(jié)構是在矽晶圓上長電晶體,利用半導體制程制作驅(qū)動面板,在電晶體上透過研磨技術磨平,并鍍上鋁當作反射鏡,形成CMOS基板,然后將CMOS基板與含有ITO透明電極之上玻璃基板貼合,再抽入液晶,進行封裝測試。像素電極同時也作為反射鏡,像素的尺寸一般可以做的很小約為7~20μm,開口率高達96%,對于百萬像素的高分辨率的基板的大小還不到一英寸。
其基本顯影原理與LCD相仿,主要是由投影燈泡發(fā)光,集光至面板,將面板的影像經(jīng)反射或透射投射出影像,再經(jīng)過分光、合光系統(tǒng),最后將影像投射到屏幕顯像。它擁有LCD投影色彩鮮艷的優(yōu)點,又擁有反射式投影光線利用率高,亮度和對比度較高的長處,被業(yè)內(nèi)人士寄予厚望,之前一直被應用在數(shù)字影院、宇航的模擬飛行室投射、3D的建模等領域,這些年才開始向民用領域發(fā)展。
LCOS面板介紹
LCOS面板結(jié)構類似于TFT LCD,由上下二層基板組成,并在中間散步Spacer并隔絕之,再填充液晶于基板間形成光閥,然后由電路的開關以推動液晶分子的旋轉(zhuǎn),這樣就可以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃(或者是AZO導電透明薄膜),下基板是則矽晶圓CMOS基板。其下基板的材質(zhì)是單晶矽,可以擁有良好的電子移動率,而且單晶矽可形成較細的線路,這也就使得LCOS相比于LCD或DLP更容易形成高解析度的影像。
LCOS光學引擎架構
LCOS光學引擎架構大體可以分為單片式和高階三片式兩種:
單片式光學引擎以快速旋轉(zhuǎn)的ColorSwitch為基礎,將白光分解成紅、藍、綠光,并將這三原色光與驅(qū)動程式產(chǎn)生的紅、藍、綠畫面,同步形成分色影像,再藉由人眼視覺暫留的特性,最后在人腦產(chǎn)生彩色的投影畫面。其優(yōu)點就是面板僅需一片,分光、合光的系統(tǒng)架構比較簡單,更容易控制生產(chǎn)成本,而且光學引擎的空間也相對較小。然而白光經(jīng)由其偏極化后,光源僅為先前的1/3,亮度明顯降低,也就使得它在與三片式引擎的長期競爭中敗下陣來。
不同于低階的單片引擎,三片式LCOS引擎能利用一個分光器和偏振過濾器將光分為紅、藍、綠三種基本色,然后將三種光分別投射到一個LCOS微型顯示器上,然后經(jīng)過反射后,再經(jīng)由一個Colour Cube將光重新合成?梢詫崿F(xiàn)更高的光學效率,又具備提供高畫質(zhì)的本領,更有利于LCOS向?qū)I(yè)方向發(fā)展。