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| LCoS引領(lǐng)高分辨率大屏幕顯示技術(shù) |
更新時間：2008-1-15 11:00:09
（ 編輯：映君 ）
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硅基液晶(LCoS)顯示技術(shù)能實現(xiàn)更高的對比度和亮度，且畫素尺寸小，隨著配套光學(xué)組件和電路技術(shù)的成熟且成本進(jìn)一步降低，LCoS顯示技術(shù)已經(jīng)成為大屏幕HDTV最具發(fā)展的顯示技術(shù)之一。本文詳細(xì)介紹了LCoS技術(shù)原理及特點，并介紹了最新的LCoS Gen Ⅱ技術(shù)現(xiàn)狀。
LCoS解決方案已經(jīng)對亞洲地區(qū)的HDTV開發(fā)產(chǎn)生很大的影響，亞洲領(lǐng)先的代工廠已大量投資于LCoS制程和設(shè)備，積極參與到該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，這些代工廠包括臺灣地區(qū)的UMC和TSMC(聯(lián)電和臺積電)以及上海中芯國際(SMIC)。LCoS受到亞洲代工廠青睞部份是因為該技術(shù)相對于其它競爭技術(shù)的開放性，如德州儀器的數(shù)字光學(xué)處理技術(shù)(DLP)、新力和愛普生高溫多晶硅技術(shù)。
LCoS技術(shù)性價比的提高、輔助技術(shù)和組件的發(fā)展，以及數(shù)字電視市場需求的成長等多種因素使LCoS技術(shù)成為大屏幕HDTV最具發(fā)展前景的顯示技術(shù)之一。目前很多公司都宣布投資于這種顯示技術(shù)，如飛利浦和英特爾公司。
LCoS技術(shù)原理
自從采用LCoS微顯技術(shù)制造出首個投影顯示系統(tǒng)樣機(jī)以來，低成本、高性能的追求目標(biāo)已經(jīng)促成了針對很多顯示應(yīng)用的開發(fā)計畫。目前，LCoS組件設(shè)計、性能和制造上已經(jīng)取得了很多重大進(jìn)展，光學(xué)色彩和極化管理系統(tǒng)的設(shè)計和性能上也取得了顯著提升，所需要的光學(xué)組件，如弧光燈、光照系統(tǒng)、棱鏡、涂層、背投屏幕和投影鏡頭都大幅地提高了性能，并降低成本。此外，業(yè)界還推出了成熟的影像縮放、去隔行掃描、訊框頻變換等數(shù)字電視所需的視訊處理芯片，以及用于支持?jǐn)?shù)字電視格式以及編碼和傳輸標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)諧器、解調(diào)器和譯碼器。
LCoS系統(tǒng)所用微型顯示器是只有拇指頭大小的高分辨率液晶顯示器，經(jīng)過光學(xué)放大后，這種顯示器能夠提供數(shù)據(jù)和視訊應(yīng)用的高品質(zhì)大畫面顯示�；贚CoS的微顯示器是主動矩陣液晶顯示器，該組件工作于反射模式。主動矩陣?yán)肅MOS制程制作在硅芯片上，LCoS利用硅技術(shù)的先進(jìn)特性實現(xiàn)了越來越小的尺寸，在相同尺寸上可以實現(xiàn)更高畫素(更高分辨率)，提高了系統(tǒng)性能。
由于畫素大小在7到20微米之間，因此即使具有上百萬畫素的分辨率，顯示器的尺寸還是很小，通常對角線長度小于一英寸。主動矩陣電路提供一個介于每個畫素電極和一個公共透明電極之間的電壓，后者由一薄層液晶與畫素電極隔開。畫素電極還作為一個非常平整的高反射鏡面�？刂朴跋裥纬傻碾娮与娐分谱髟诠栊酒稀＿@種單元結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)勢：它使影像畫素減少，因為電路是在畫素后面，不會阻擋光路(這是一種‘屏蔽閘’效應(yīng)，一般出現(xiàn)在多晶硅投影系統(tǒng)上)；這種結(jié)構(gòu)使得LCoS微顯示器更加容易擴(kuò)展到更高的分辨率，因為畫素可以做得更小，可以在較小的芯片上實現(xiàn)更多畫素。將LCoS組件與獨特的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合可以形成用于高分辨率電視的顯示器。光學(xué)系統(tǒng)用極化光照射LCoS組件，將紅、綠和藍(lán)三色光分離并最后組成全彩影像，并投影到屏幕上。極化光入射到LCoS組件上，液晶光電轉(zhuǎn)換根據(jù)施加到每個畫素電極上的電壓對極化光調(diào)變。反射的影像與入射光分離并放大，然后投射到屏幕上。光兩次穿過液晶，由于液晶開關(guān)時間更快，將能更好再現(xiàn)運動影像。
圖1
圖1所示為LCoS組件的橫截面和基本的光路示意圖，組件的硅背板采用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS制程，然后采用了若干微顯示器獨有的處理步驟。主動矩陣施加到單鏡電極和公共ITO電極之間的電壓調(diào)整了入射S極化光的極化。反射光(已經(jīng)透過電光轉(zhuǎn)換到P極化)部份透過極化光束分離器(PBS)投影到屏幕上，或在后視應(yīng)用中投射到觀眾的視網(wǎng)膜。
LCoS Gen II技術(shù)
Brillian公司在今年1月消費電子展上首次展示了其LCoS Gen II技術(shù)。這種電路技術(shù)結(jié)合了三板光學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高達(dá)2,500:1的對比度，而其它LCoS系統(tǒng)典型的對比度為600:1，并具有更清晰、更高亮度的影像效果。利用LCoS Gen II技術(shù)可以為OEM制造商開發(fā)出720p和1,080p背投HDTV。采用該技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的合作伙伴包括開發(fā)硅底板的中芯國際、光學(xué)引擎技術(shù)的JDS Uniphase OCLI、極化控制和色彩管理的3M和Colorlink公司、研究視訊處理技術(shù)的PixelWorks，以及產(chǎn)品設(shè)計IDEO等。去年中芯國際公司針對Brillian的技術(shù)開發(fā)了獨特的晶圓拋光制程，新制程可以實現(xiàn)更高的反射率和更高亮度，更平整的表面使影像更清晰，消除了影像混濁問題。
反射式主動矩陣驅(qū)動的液晶顯示器具有約100萬個12平方微米的影像單元，每個影像單元都能顯示256個以上的灰度等級。因此，LCoS Gen II技術(shù)在各個亮度等級上都能顯示出灰度細(xì)節(jié)，即使在最黑暗的場景也能匹配視覺響應(yīng)。該技術(shù)支持很高的占空比(＞93%)，可以實現(xiàn)清晰的影像顯示，解決了‘屏蔽閘’效應(yīng)；其快速的反應(yīng)時間(＜10毫秒＝夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的影像再現(xiàn)，而且不會有運動影像和數(shù)字影像產(chǎn)生的一些不良效果。重要的是它支持10位調(diào)色板(分別對應(yīng)紅、綠、藍(lán))，能實現(xiàn)真實和準(zhǔn)確的影像再現(xiàn)，并能很容易地擴(kuò)展到超高分辨率以符合最高分辨率廣播標(biāo)準(zhǔn)。
更多相關(guān)：
投影機(jī)
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文章來源：中國投影網(wǎng)
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