什么是LCOS？

LCOS也可視為L(zhǎng)CD的一種，傳統(tǒng)的LCD是做在玻璃基板上，LCOS則是做在硅晶圓上。前者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，解析度不易提高；LCOS則采用反射式投射，光利用效率可達(dá)40%以上，而且它的最大優(yōu)勢(shì)是可利用目前廣泛使用、便宜的CMOS制作技術(shù)來生產(chǎn)，毋需額外的投資，并可隨半導(dǎo)體制程快速的微細(xì)化，逐步提高解析度。反觀高溫多晶硅LCD則需要單獨(dú)投資設(shè)備，而且屬于特殊制程，成本不易降低。LCOS面板的結(jié)構(gòu)有些類似TFT LCD，一樣是在上下二層基板中間分布Spacer以加以隔絕后，再填充液晶于基板間形成光閥，藉由電路的開關(guān)以推動(dòng)液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導(dǎo)電玻璃，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質(zhì)是單晶硅，因此擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶硅可形成較細(xì)的線路，因此與現(xiàn)有的LCD及DLP投影面板相比較，LCOS是一種很容易達(dá)到高解析度的新型投影技術(shù)。

由于LCOS技術(shù)仍在起步階段，目前并無標(biāo)準(zhǔn)制程，所以有多家廠商開發(fā)出不同的LCOS光學(xué)引擎架構(gòu)，比較具有代表性的廠商有：IBM、ColorQuad、Philip、Hologram、…，而這十余種技術(shù)各有優(yōu)劣。在這些不同的技術(shù)中，可概分為三片式及單片式二大類，詳細(xì)說明如下：

一：三片式光學(xué)引擎

LCOS光學(xué)引擎目前以三片式為主，三片式是將光源經(jīng)分光棱鏡將光束分為紅、藍(lán)、綠光后，再分別將光束投射入三片LCOS面板，將投射出的三色影像經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚加以結(jié)合形成彩色影像。就Nikon設(shè)計(jì)的IBM 4-Cube光學(xué)引擎架構(gòu)來看，由于三片式LCOS光學(xué)引擎除了需要三片面板外，并結(jié)合多項(xiàng)的分光、合光系統(tǒng)，因此體積較大、成本也較高，不過由于可以達(dá)到較高的光學(xué)效率，又具備高畫質(zhì)的特性，因此主要是面向高階的專業(yè)用途發(fā)展，主要的產(chǎn)品以JVC的多款投影機(jī)為主，除此之外，三片式光學(xué)引擎還有ColorLink采用的ColoRQuard架構(gòu)、Philips的Prism架構(gòu)，致伸發(fā)展的Dichroic-PBS架構(gòu)，及Unaxis的ColorCorner架構(gòu)等等。

二：?jiǎn)纹焦鈱W(xué)引擎

單片式Color Wheel光學(xué)引擎則是以快速旋轉(zhuǎn)的ColorSwitch將白光形成循序的紅、藍(lán)、綠光，并將三原色光與驅(qū)動(dòng)程式產(chǎn)生的紅、藍(lán)、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。類似的技術(shù)有：Displaytech發(fā)表的Field Sequential Color、Philip所采用的Scrolling Color-Rotating Prism架構(gòu)、及JVC采用的Spatial Color –Hologram架構(gòu)。

單片式的最大優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)槊姘鍞?shù)僅需一片，加上分光、合光的系統(tǒng)架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此在成本上較具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且光學(xué)引擎的空間也相對(duì)較小。然而目前在技術(shù)上面臨一些困難，以Color Wheel而言，白光經(jīng)偏極化后的光源僅為先前的1/3，亮度明顯降低；此外，由于LCOS面板得在紅、藍(lán)、綠畫面快速的切換下合成影像，因此面板反應(yīng)速度的要求更高，使得生產(chǎn)的難度也相形提高。

與LCD、DLP投影機(jī)技術(shù)相較，LCOS投影技術(shù)具高解析度、高亮度、及低成本潛力，為投影技術(shù)的明日之星。

1、高解析度

LCOS投影技術(shù)最大的特色在于其面板的下基板采用硅晶圓CMOS基板，由于下基板的材質(zhì)是單晶硅，擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶硅可形成較細(xì)的線路，因此比較容易生產(chǎn)出高解析度的面板。

2、高亮度

LCOS為反射式技術(shù)，不會(huì)像LCD光學(xué)引擎會(huì)因?yàn)楣饩€穿透面板而大幅度降低光利用率，因此光利用率可提高至40%，與穿透式的LCD的3%相較，可減少耗電，并可產(chǎn)生較高的亮度。

3、低成本

LCOS光學(xué)引擎因?yàn)楫a(chǎn)品零件簡(jiǎn)單，因此具有低成本的優(yōu)勢(shì)，再加上臺(tái)灣廠商大舉投入，相較于由Epson, Sony供貨的LCD面板、及德儀(TI)獨(dú)家供應(yīng)的DLP面板，LCOS具有成本的快速降低趨勢(shì)。

然而LCOS技術(shù)本身，仍有許多技術(shù)問題有待克服，諸如：黑白對(duì)比不佳、三片式LCOS光學(xué)引擎體積較大。雖然LCOS擁有一些技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，不過目前在市場(chǎng)上LCOS投影機(jī)仍占少數(shù)，主要問題在于量產(chǎn)技術(shù)尚未克服，零件供貨上仍不穩(wěn)定，因此LCOS仍需以時(shí)日才能成為投影機(jī)的主流技術(shù)。