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| LCOS投影技术前景分析 |
更新时间：2007-5-9 18:27:15
（ 编辑：映君 ）
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一、LCOS投影技术
投影机技术基本显影原理相仿，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) 为投影技术的新兴技术，由于在发展高解析度方面具有相当优势，因此自2001年吸引了业界众多业者投入，台湾业者在联电带头组成LCOS联盟下，将促使台湾业者得以整合彼此资源，因此台湾业者有机会藉由LCOS技术的开发，加强在投影机及背投影电视的竞争实力，然而从LCOS联盟成立迄今已逾一年，似乎仍未见到较具体的量产成绩，故在此就LCOS产业进行探讨。
1、LCOS面板：
LCOS面板的结构有些类似TFT LCD，一样是在上下二层基板中间撒布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，下基板是则矽晶圆CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶矽，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶矽可形成较细的线路，因此与现有的HTPS LCD及DLP投影面板相较，LCOS是比较容易达成高解析度的投影技术。
2、LCOS光学引擎架构
由于LCOS技术仍在起步阶段，目前并无标准制程，所以有多家厂商开发出不同的LCOS光学引擎架构，比较具有代表性的厂商有：IBM、ColorQuad、Philip、Hologram、…，而这十余种技术各有优劣。在这些不同的技术中，可概分为三片式及单片式二大类，说明如下：
（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，因此主要是朝高阶的专业用途发展，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因为面板数仅需一片，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形提高。
二、LCOS投影技术特色
与LCD、DLP投影机技术相较，LCOS投影技术具高解析度、高亮度、及低成本潜力，为投影技术的明日之星。
1、高解析度
LCOS投影技术最大的特色在于其面板的下基板采用矽晶圆CMOS基板，由于下基板的材质是单晶矽，拥有良好的电子移动率，而且单晶矽可形成较细的线路，因此比较容易达成高解析度的面板。
2、高亮度
LCOS为反射式技术，不会像HTPS LCD光学引擎会因为光线穿透面板而大幅降低光利用率，因此光利率率可提高至40%，与穿透式的HTPS LCD的3%相较，可减少耗电，并可产生较高的亮度。
3、低成本
LCOS光学引擎因为产品零件简单，因此具有低成本的优势，再加上台湾厂商大举投入，相较于由Seiko Epson, Sony供货的HTPS LCD面板、及德仪(TI)独家供应的DLP面板，LCOS具有快速走低的供货环境。
然而LCOS技术本身，仍有许多技术问题有待克服，诸如：黑白对比不佳、三片式LCOS光学引擎体积较大。虽然LCOS拥有一些技术上的优势，不过目前在市场上LCOS投影机仍占少数，主要问题在于量产技术尚未克服，零件供货上仍不稳定，因此LCOS仍需以时日才能成为投影机的主流技术。
三、LCOS产业现况及发展趋势
以目前主要的投影机技术LCD、DLP、LCOS而言，LCOS属于新兴的投影技术，由于LCOS的技术尚未成熟，生产良率仍然偏低，面板供应仍不稳定，因此目前在市面上的量不多，预估到2003年占总体前投影机0.8％。
相对于目前的主流技术LCD及近期相当热门的DLP面板投影技术而言，LCOS仍难与其抗衡，不过因具有高解析度、以降低成本的低价的优势，LCOS则仍是相当被看好的投影技术之一，只不过受限于目前量产技术仍未成熟，短期内在投影机产业三大技术中仍暂时屈居第三。
LCOS在技术克服后，将是相当具有竞争优势的投影技术。不过在目前的情况下，LCOS有朝二极发展；大尺寸的背投影电视、与小尺寸的高阶可携式产品。未来在量产技术克服、成本降低后，将有机会成为前投影机的主要技术之一。
1、现阶段以背投影电视为主
虽然LCOS面板技术相当具有潜力，不过就技术现况来看，LCOS虽然在解析度上优于LCD及DLP技术，然而在重量、亮度及对比上均较为不如，加上在良率偏低的情况下，仍然不具成本优势，因此目前LCOS在前投影机产品中较不具竞争力，不过在画质要求较高、体积较大的背投影电视而言，提供LCOS较佳的成长空间，也是目前LCOS技术比较看得到的营运实绩。就以LCOS技术较为领先的JVC而言，其主要的应用产品即以背投影电视为主。LCOS技术以其高画质的优点，加上耗电量低于PDP电视，因此在背投影电视具成长潜力。
2、朝小型化(可携式产品面板)高阶应用发展
由于LCOS面板尺寸小、解析度高、耗电量低，因此可以取代LCD在一些高阶可携式产品的面板需求，以DSC而言，已有Minolta以LCOS面板取代LCD面板，如果LCOS成本可以有效降低后，将有机会进军高阶可携式产品发展。
四、台湾LCOS厂商发展状况
由于LCOS投影技术尚未成熟，业者此时介入LCOS技术的开发，将有机会能与美、日、韩大厂一争高低，可以摆脱在LCD、DLP投影技术上受制于人的情况，因此台湾厂商投入LCOS技术开发相当积极，其中尤其以联电所主导的LCOS联盟最引人注目。
相较于HTPS TFT及DLP面板掌握在国际大厂手上，由于LCOS技术仍处于起步阶段，台湾业者此时投入，将有机会在LCOS面板供应上占有一席之地，此联盟主要目的即是希望藉由上下游合作，整合彼此的研发资源，以即早解决LCOS关键技术的开发。
以LCOS的技术优势来看，在量产技术克服后，投影技术将呈现LCD、DLP、及LCOS三足鼎立之势。不过就目前三大技术的开发进度来看，LCOS仍是处于研发阶段，要有大幅的成长，目前看来仍嫌太早。就以近期的展览会中推出的投影机产品来看，仍然是以DLP强调超可携(Ultra-Portable)为重点，LCOS产品仍属少数。就联电所组成的LCOS联盟来看，在产品开发进度不如预期的情况下，联盟的声势不如当初，友达在去年底即已退出LCOS联盟，整机制造的厂商也不若当时的积极。加上DLP以其轻薄短小的特性，近期在商用可携式投影机市场崛起，成为投影机产业的耀眼的明星级产品，今年台湾许多投影机业者也相继投入DLP投影机阵营行列，这使得LCOS的声势相较不如DLP抢眼。
就关键零组件LCOS面板而言，联电转投资15亿元成立联诚光电，以制造LCOS面板为主，自2002年2月份投产开始，至今累计出货仅2,000套面板，日前联诚光电展示5款MicroView LCoS背投电视，不过这样的量基本上仅提供下游客户作研发、测试用，离量产应该还要再经过一段时间，而最主要因素仍在于良率偏低，据了解，目前LCoS面板良率仍无法突破20％，光机系统厂商良率也未达40％的良率水准，这也不难了解为何虽然LCOS技术面上具有如此的优势，然而现今却有部分联盟成员放弃该项投入而转向投入DLP研发。
LCOS应用目前看来第一波的市场将以背投影电视为主力，不过LCOS强调的高画质仍比较不容易找到著力点，目前市场主流以解析度460与720的背投影电视为主，而LCOS标榜的高解析度1080，市场需求仍不明朗。虽然许多国际大厂已陆续推出新产品，不过由于良率问题，目前的高价位使LCOS仍只局限在高阶市场，要能有效开拓市场，产品价格必须要能有相当大的降幅。因此，就目前看来，台湾厂商对LCOS的商机应抱持长期开发的心态，短期不易有爆发性成长的机会。
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