LCOS技術原理及應用優勢解析－Keep Rock

LCOS投影技術是2000年以後發展起來的最新投影技術，是一種新型的反射式投影技術，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、製造技術較成熟等特點，它可以很容易的實現高分辨率和充分的色彩表現。LCOS技術在日後大屏幕顯示應用領域具有很大優勢，其沒有晶元模式，且具有開放的架構和低成本的潛力。近幾年來，在LCD業界出現了許多新技術，其中較熱門的技術LCOS的最大優點是解析度很高，在攜帶型資訊設備的應用這個優點是其他技術無法與之看齊的。

LCOS投影技術示意圖

此外，LCOS投影機在高分辨率投影方麵非常具有潛力。目前市場上的 LCOS投影機通常都是SXGA（1365×1024）或更高。由於LCOS的晶體管及驅動線路都製作於矽基板內，位於反射麵之下，不占表麵麵積，所以僅有像素間隙占用開口麵積。而在穿透式LCD投影機中，作為像素點開關控製的晶體管被做在液晶板上相應位置上，在光源透射過程中，晶體管本身將阻擋部分光線，因此采用透射式液晶技術的投影機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比穿透式LCD高，畫麵上像素柵格結構幾乎不可見，光的利用效率可達40％以上，從而達到更大的光輸出和更充分的色彩體現。相對於 DLP微鏡帶來的銳利的數字畫麵，LCOS投影機的像素邊緣顯得更加平滑，有效消除了圖像的鋸齒現象，適合喜歡自然、柔和畫麵的用戶。

LCOS投影色彩較量完勝LCD

LCOS投影機工作原理

目前業界普遍認可：在顯示器市場20以下以LCD為主流，PDP可應用於30- 60產品，但價格昂貴，投影顯示器適用於30- 60以上的產品，具有解析度高，價格適中等優勢。LCOS投影顯示技術則是落於上述投影顯示器市場；另外亦可作為直視元件，應用在HMD中。

事實上，LCOS技術也比較複雜，因為它是結合了DLP和LCD兩種技術的優勢而來的，所以要弄懂LCOS技術就必須要對DLP和LCD有足夠的了解，DLP是一種反射投影技術，LCD（液晶）則是一種透射型技術，LCOS就是在液晶層下麵加入反射技術，從而大幅提高性能。

LCOS即Liquid Crystal on Silicon，是在矽晶圓上長電晶體，利用半導體製程製作驅動麵板(又稱為CMOS -LCD)，然後在電晶體上透過研磨技術磨平，並鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然後將CMOS基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進行封裝測試。

LCOS利用CMOS半導體製程，將電路及平麵的反射鏡做在非常平滑的矽芯片上做為基礎，然後再於此一平麵的矽基上塗布LCD，並將液晶著床於矽芯片之上，然後再覆上一片非常薄的玻璃。實際應用時，是把光線由外部投射至芯片之上，再由芯片上麵那層LCD的明暗變化來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的調製；因此，隻要把影像訊號加諸於矽芯片，經由芯片反射出來的光線就會隨著視訊產生變化，此一變化再經由透鏡投射至銀幕，就變成可以觀賞的投影機畫麵了。

LCOS技術主要以3片式技術為主，它的主要優勢在於高開口率、低價格、豐富的色彩，尤其是其高開口率和像素密度的優勢，使得LCOS在產品小型化和高解析度方麵的優勢得天獨厚。當然LCOS的缺點也很明顯，其工藝並非我們說的那樣簡單，所以它的良品率有待提高，而低成本優勢還未能充分發揮，因此在商務和教育產品中還未引入。

簡單來說，LCOS是直接與映像管 (CRT)投影技術、高溫多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技術、DMD(Digital Micromirror Device)數位光學處理(DLP; Digital Light Projector)反射式技術相關。這三項技術已發展成熟，LCOS則成為投影顯示技術的新主流。

LCOS投影技術特點

LCOS投影技術是尺寸非常小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣采用CMOS技術在矽芯片上加工製作而成。像素的尺寸大小從7微米到20微米，對於百萬像素的分辨率，這個裝置通常小於1英寸。有效矩陣的電路在每個像素的電極和公共透明電極間提供電壓，這兩個電極之間被一薄層液晶分開。像素的電極也是一個反射鏡。通過透明電極的入射光被液晶調製光電響應電壓將被應用於每個像素電極。

反射的像被光學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技術的投影機其光線不是穿過LCD麵板，而是采用反射方式來形成圖像，光利用效率可達40%。與其他投影技術相比，LCOS技術最大的優點是分辨率高，采用該技術的投影機產品在亮度和價格方麵也存在明顯的優勢。