微显的视界(下)

 　　VIEW OF Micro Device Display

 　　本期介绍的LCoS、GxL以及SOD相较于微显的视界(上)所介绍的DLP和3LCD在产品成熟度上来说要稚嫩很多，但因为技术起点更高，这三类技术以后的发展潜力将十分巨大，是非常有前途的微器件显示技术！索尼SXRD、JVC D-ILA的强劲性能已经博得了众多发烧友以及专业人士的欢心；索尼GxL一旦成功商用，必将在数字影院市场掀起革命风暴。以后它们将有何等更为精彩的表现，让我们在激动中一起耐心等待

LCoS

技术原理
　　LCoS的成像原理与其他微显示技术基本相仿，主要是由卤素灯、氙气灯等发光，集光至面板，将面板的影像经反射或透射投射出影像，再经过分光、合光系统，最后将影像投射到屏幕显像。LCoS(Liquid Crystal on Silicon)是在HTPS和DLP之后出现的一种数字成像技术，它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片。用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合，再注入液晶封装而成。LCOS将控制电路放置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而达到更大的光输出和更高的分辨率。LCoS从技术原理上来说，集合了HTPS和DLP的优点，是更为先进的一种微显示投影技术。下面我们来具体看看LCoS的面板和光学引擎架构。

　　1、LCoS面板：
　　LCoS也可视为LCD的一种，传统的LCD是做在玻璃基板上，LCoS则是做在硅晶圆上。前者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，分辨率不易提高；LCoS则采用反射式投射，光利用效率可达40%以上，而且它的最大优势是可利用目前广泛使用、便宜的CMOS制作技术来生产，毋需额外的投资，并可随半导体制程快速的微细化，逐步提高分辨率。LCoS面板的结构有些类似TFT LCD一样，是在上下二层基板中间分布Spacer以加以隔绝后，再填充液晶于基板间形成光阀，藉由电路的开关以推动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。LCOS面板的上基板是ITO导电玻璃，下基板是涂有液晶硅的CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶硅，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路，因此与现有的LCD及DLP投影面板相比较，LCOS是一种很容易达到高分辨率的投影技术。

　　2、LCoS光学引擎架构：
　　由于LCoS技术流派众多，目前尚无统一规格，所以各家厂商开发出的LCoS光学引擎架构均不相同。在这些不同的技术中，可大致分为三片式及单片式两大类。

　　（1）三片式光学引擎
　　LCoS光学引擎目前以三片式为主，三片式是将光源经分光棱镜将光束分为红、蓝、绿光后，再分别将光束投射入三片LCoS面板，将投射出的三色影像经过合光系统加以结合形成彩色影像。就Nikon设计的IBM 4-Cube光学引擎架构来看，由于三片式LCOS光学引擎除了需要三片面板外，并结合多项的分光、合光光学系统，因此体积较大、成本也较高，不过由于可以达到较高的光学效率，又具备高画质的特性，因此主要是朝高端的专业用途发展，主要的产品以JVC的多款投影机为主，除此之外，三片式光学引擎还有ColorLink采用的ColoRQuard架构、Philips的Prism架构，致伸发展的Dichroic-PBS架构，及Unaxis的ColorCorner架构等。

　　（2）单片式光学引擎
　　单片式Color Wheel光学引擎则是以快速旋转的ColorSwitch将白光形成循序的红、蓝、绿光，并将三原色光与驱动程式产生的红、蓝、绿画面，同步形成分色影像，再藉由人眼视觉暂留的特性，最后在人脑产生彩色的投影画面。类似的技术有：Displaytech发表的Field Sequential Color、Philip所采用的Scrolling Color-Rotating Prism架构、及JVC采用的Spatial Color-Hologram架构。

　　单片式的最大优点就是仅需一片面板，加上分光、合光的系统架构比较简单，因此在成本上较具竞争优势，而且光学引擎的空间也相对较小。然而目前在技术上面临一些困难，以Color Wheel而言，白光经偏极化后的光源仅为先前的1/3，亮度明显降低；此外，由于LCOS面板得在红、蓝、绿画面快速的切换下合成影像，因此面板反应速度的要求更高，使得生产的难度也相应提高。

技术特点
　　与LCD、DLP投影机技术相较，LCoS投影技术具高分辨率、高亮度、以及低成本的潜力（仅仅是潜力，在生产工艺未完全改进，良品率未大面积提高之前，LCoS依然是高成本的代名词），为投影技术的明日之星。