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| 新兴LCOS投影技术 |
更新时间：2008-5-6 11:25:38
（ 编辑：随云 ）
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LCoS的技术特点
2.LCoS的技术特点
LCoS的结构是在硅片上利用半导体工艺制作驱动面板（亦称CMOS-LCD），然后在单晶硅片上通过研磨磨平，并镀上铝（Al）作为反射镜，形成了CMOS基板，再将CMOS基板与涂有透明电极的上玻璃基板粘合，并注入液晶，进行封装而成。LCoS的结构特点决定了其与常规LCD有着众多的不同点，具有一些LCD及任何其他显示器所无法比拟的技术特点。
2.1智能型显示器件
由于LCoS属于一种将液晶显示器件（LCD）与大规模集成电路（LSIC）制成一体的显示器件，甚至还可将信息处理系统集为一体，故使显示器件自身具有了某些智能功能，可将其称为智能型显示器件。智能型显示器与性能最先进的芯片相结合，不仅能处理极其复杂的运算，而且还能拥有与PC相类似的多种功能。不是PC胜似PC，故智能型显示器将不再是电脑的外围设备而逐渐上升为主流设备，与电脑平起平坐。
LCD与LSIC是一对孪生兄弟。LCD的轻、薄、小、微（是指功耗）的特点使显示器件的信息显示实现了个人化，而个人化的最终结果为LSIC提供了宽阔的市场发展前景。20世纪70年代，以个人计算器的兴起为标志，LCD与LSIC相互促进、飞速发展，逐步形成了全球的最大产业。90年代，LCD又与LSIC再度结合，实现了便携式电脑（PC）的飞速发展。
LCD与LSIC这一对双胞胎相互依存、相生相促。LCD离开了LSIC，其轻、薄、小、微的特点便无法实现，假如LSIC不能将其大量而丰富并及时处理的信息利用LCD及时而简便并准确地展示给人们的视觉，亦大大地埋没其性能。它们必须结合为一体方能充分发挥出作用。但遗憾的是，长期以来它们都是两个不同的产品。
LCoS最终将它们结合成一个产品了，LSIC使LCD增加了智能的功能，LCD使LSIC的智能功能更直接地展示给人们的视觉。
2.2外部引线少、连接简单及整机装配简便
普通的LCD有大量密集的外部引线，如一个1024×768像素点阵的LCD便有2592条外部引线，给整机装配带来了诸多不便，而LCoS由于是将LCD制于单晶硅片上，LCD的行、列引出线皆通过半导体工艺在硅片内与IC相连接，故留在外部的仅有数条数据控制线、时序线及电源线等。可利用通用连接端口与前级电路相连接，颇为简便。
2.3体积更小、外观更精巧及成本更低廉
普通的LCD在制造过程中需在玻璃基板上进行光刻，制成像素。通常将像素制至0.28mm已属不易，因在每个像素上还需制出一个有源器件。但LCoS的像素是制在单晶硅片上，硅片采用LSIC的工艺进行加工，可将象像制至4µm以下。故在一个仅零点数英寸的硅片上可制成1024×768像素，甚至1920×1240像素点阵密度的显示产品。显示的信息量密度增大了，而体积却减少了（达0.35~0.5英寸），材料费及成本自然便会大幅度地降低。LCoS可将驱动IC等外部电路完全制于CMOS基板上，减少外部IC的数量及封装成本，并使体积减小。目前试产的LCoS显示屏的成本仅50美元。2.2㎝/1280×1024像素点阵的LCoS芯片价格才150美元，较相同分辨率的LCD和数字微镜（DMD）低得多，将来还会有更大的降价空间。
2.4像素开口率高、分辨率高
LCoS解决了普通TFT-LCD像素开口率不高的技术难题。像素开口率是指显示像素上有效显示面积所占的比例大小。普通的TFT-LCD需在每个像素面积内划出一个区域来制成场效应三极管和电容，由于普通的TFT-LCD是在玻璃基板非晶硅膜层上制成的，非晶硅或多晶硅层上制作场效应管时，由于非晶硅或多晶硅的电子迁移率低，故场效应管等有源器件所占的面积较大，而LCoS采用单晶硅，其电子迁移率较非晶硅或多晶硅高得多，所以其面积可制成很小，因而其开口率可很高，达96%以上。
由于LCoS的晶体管及驱动电路皆制于单晶硅基板内，位于反射面之下，并不占用表面面积，故仅有像素间隙才占用开口面积，不像透射式LCD的TFT及导线皆占用开口面积，所以理论上无论是分辨率还是开口率，LCoS都较透射式LCD高。由于LCoS采用半导体方式来控制分辨率，故分辨率很高，通常达到SXGA等级（1280×1024像素），较高的分辨率又导致较小的画面像素，使画质逼真自然。高解析度可随半导体制造过程快速实现微细化，易于提高解析度，尤其适用于便携式咨询设备。迄今，它的制造工艺技术已日臻成熟。
2.5光利用率高
LCoS可提高光的利用率。它与LCD投影显示器相类似，主要差别在于LCoS属反射式成象，故光利用率可达40%以上，与数字光处理（DLP）相当，而透射式LCD仅有3~10%而已。众所周知，LCD属于被动式显示器件，*调制外界环境光来实现显示的，普通的LCD在前后各装有一片偏光膜，LCD便是*调制偏振光的开关通断来实现显示的。偏光膜是*吸收光来产生偏光的，故制成的LCD透光率很低，普通的TFT-LCD透光率仅百分之几，因此，为显示清晰，在TFT-LCD的背后需装上一个较强的背光源。该背光源颇耗电，从而将TFT-LCD微功耗的特点丧失贻尽。
LCoS的背基板采用单晶硅基片，故LCoS大多制成反射式。硅片像素上又镀有光学反光膜，可将光全部反射出，从而大部分入射光皆能被利用。LCoS的反射式成像光效高，不仅节电，符合绿色环保需求，而且还能给便携式IT产品提供高清晰度的大屏面。如手机、掌上电脑（PDA）等便携式产品上网一大障碍便是屏幕太小、分辨率不高，若采用近视器结构便可解决这一问题。
用普通的TFT-LCD制成的透射式投影电视与用LCoS制成的反射式投影电视相比，用LCoS制成的反射式投影电视仅需1/5功耗的光源，便可获得普通透射式TFT-LCD投影电视亮数倍的显示效果。一个400W光源的LCoS反射式背透型74英寸高清晰度电视（HDTV）的亮度可优于CRT的亮度。这是目前其他任何投影电视所无法达到的水平。
2.6显示方式多样化
由于LCoS的屏幕尺寸很小，故在实现显示时必须采用光学系统进行放大。常用的方式有：
（1） 投影放大式：可采用前投影显示方式，亦可采用背投影显示方式；
（2） 直视型放大式：通常大多采用单目式；
（3） 虚像放大式：有单目式和双目式两种，还可细分为割取外影式和叠加外景式。
将其用作电视时，通常皆采用投影放大方式。可制成54~100英寸的HDTV，售价不会超过1万元，质量低于10㎏。当然亦可将其制成背投式电脑终端的显示器。
借助一个光学系统进行放大，可将图像投射至一个适当大的屏幕上，用于移动通信或可视电话，亦可按虚像放大式制成单目或双目眼罩式的随身看显示装置，使显示图像在人的眼前形成一个放大的虚拟图像。
2.7易于实现彩色化
通常，LCD的彩色化是采用微彩色膜方式，即将三个子像素制成红、绿、蓝三基色子像素，合成一个全色象素。这是一种空间混色法，占用了大量的像素空间，降低了分辨率。而LCoS则自身是黑白的，采用红、绿、蓝三基色光反复循环地照射，借助时间混色实现彩色显示之目的。由于LCoS的响应速度可达μs级，故此种实现彩色方法完全切实可行，而且大大地降低显示器件的成本，提高了显示的分辨率。
2.8投资少、利于大批量生产
LCoS的最大优势是可采用应用最为广泛且最价廉的CMOS制造工艺，无需额外增加投资，并可随半导体工艺流程的快速化与细微化，易于提高其分辨率。一条TFT-LCD生产线，由于需在玻璃基板上生成非晶硅或多晶硅，还需有制成微彩色膜等特殊而独特的工艺，故投资颇大，通常需数亿至十几亿美元，建厂周期长、回收慢。而LCoS的产品结构决定了其无需单独对全程生产线进行投资，它可分别投资在半导体厂和液晶厂，其中半导体厂对工艺要求较低。而对液晶厂仅需投资定向、封盒、灌注及模块等几个工序即可。生产时可分别由半导体集成电路厂和液晶厂生产即可。故投资额度大为减少。
由于半导体工艺流程速度快、产量大，液晶封盒、灌注工序少，因而生产批量大、效率高，再加上LCoS所用的材料少，其相对投资额自然要少得多。
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