LCOS技術(shù)是結(jié)合了半導(dǎo)體與LCD技術(shù)，**技術(shù)面來看，具有高解析度、高亮度的特性，加上產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，亦具低成本潛力，將是數(shù)位投影技術(shù)中的明****產(chǎn)品。
**技術(shù)開發(fā)進(jìn)度來看，LCOS目前仍處于研發(fā)階段，量產(chǎn)技術(shù)尚未成熟，在面板供貨上仍不穩(wěn)定。
現(xiàn)有LCOS光學(xué)引擎在產(chǎn)品重量、亮度上仍不甚理想，現(xiàn)階段在前投影機(jī)競(jìng)爭(zhēng)力較弱，不過由于具備高畫質(zhì)特性，目前呈現(xiàn)二極化發(fā)展，一是朝大尺寸的背投影電視，這是目前LCOS的主流應(yīng)用產(chǎn)品，另一則往小尺寸的高階可攜式產(chǎn)品面板發(fā)展。未來在量產(chǎn)技術(shù)克服、成本降低后，將有機(jī)會(huì)成為前投影機(jī)的主要技術(shù)之一。
臺(tái)灣廠商投入LCOS動(dòng)作相當(dāng)積極，其中以聯(lián)電帶頭邀集的LCOS聯(lián)盟**具代表性，不過目前暫時(shí)受限于技術(shù)未成熟，整體開發(fā)進(jìn)度落后，尚未傳出具體的量產(chǎn)消息，不過在眾多廠商整合上下游研發(fā)資源的情況下，LCOS的產(chǎn)品預(yù)料將會(huì)越來越多，應(yīng)著眼于長期開發(fā)的心態(tài)，短期不易有爆發(fā)性成長的機(jī)會(huì)。
一、LCOS投影技術(shù)
投影機(jī)技術(shù)基本顯影原理相仿，主要是由鹵素?zé)�、氙氣燈等發(fā)光，集光至面板，將面板的影像經(jīng)反射或透射投射出影像，再經(jīng)過分光、合光系統(tǒng)，**后將影像投射到屏幕顯像。LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 為投影技術(shù)的新興技術(shù)，由于在發(fā)展高解析度方面具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，因此自2001年吸引了業(yè)界眾多業(yè)者投入，臺(tái)灣業(yè)者在聯(lián)電帶頭組成LCOS聯(lián)盟下，將促使臺(tái)灣業(yè)者得以整合彼此資源，因此臺(tái)灣業(yè)者有機(jī)會(huì)藉由LCOS技術(shù)的開發(fā)，加強(qiáng)在投影機(jī)及背投影電視的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，然而從LCOS聯(lián)盟成立迄今已逾一年，似乎仍未見到較具體的量產(chǎn)成績，故在此**LCOS產(chǎn)業(yè)進(jìn)行探討。
1、LCOS面板：
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撒布Spacer以加以隔****，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，下基板是則矽晶圓CMOS基板，LCOS面板****的特色在于下基板的材質(zhì)是單晶矽，因此擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶矽可形成較細(xì)的線路，因此與現(xiàn)有的HTPS LCD及DLP投影面板相較，LCOS是比較容易達(dá)成高解析度的投影技術(shù)。
圖一 LOCS面板結(jié)構(gòu)圖
2、LCOS光學(xué)引擎架構(gòu)
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，說明如下：
（1）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)過合光系統(tǒng)加以結(jié)合形成彩色影像。**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、合光光學(xué)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，因此主要是朝高階的專業(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。
圖二 IBM 4-Cube光學(xué)引擎架構(gòu)
（2）單片式光學(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，**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****優(yōu)點(diǎn)**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。
圖三 Color Wheel光學(xué)引擎架構(gòu)
二、LCOS投影技術(shù)特色
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)****的特色在于其面板的下基板采用矽晶圓CMOS基板，由于下基板的材質(zhì)是單晶矽，擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶矽可形成較細(xì)的線路，因此比較容易達(dá)成高解析度的面板。
2、高亮度
LCOS為反射式技術(shù)，不會(huì)像HTPS LCD光學(xué)引擎會(huì)因?yàn)楣饩�穿透面板而大幅降低光利用率，因此光利率率可提高至40%，與穿透式的HTPS 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Seiko Epson, Sony供貨的HTPS LCD面板、及德儀(TI)****供應(yīng)的DLP面板，LCOS具有快速走低的供貨環(huán)境。
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)。
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技 術(shù) |
LCD |
DLP |
LCOS |
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優(yōu)勢(shì) |
．中央與四周的亮度、焦距均一 |
．反應(yīng)速度快 |
．解析度提升較容易 |
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劣勢(shì) |
．光利用率低 |
．需高密度、小體積光源 ．制程復(fù)雜 ．良率低 ．僅TI提供晶片組 |
．黑白對(duì)比較差 |
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潛在威脅 |
面板來源受限於SONY、EPSON |
TI目前少量產(chǎn)品外賣 |
LCOS的良率有待進(jìn)一步提高 |
表一 三大投影技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)比較
三、LCOS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況及發(fā)展趨勢(shì)
以目前主要的投影機(jī)技術(shù)LCD、DLP、LCOS而言，LCOS屬于新興的投影技術(shù)，由于LCOS的技術(shù)尚未成熟，生產(chǎn)良率仍然偏低，面板供應(yīng)仍不穩(wěn)定，因此目前在市面上的量不多，預(yù)估到2003年占總體前投影機(jī)0.8％。
相對(duì)于目前的主流技術(shù)LCD及近期相當(dāng)熱門的DLP面板投影技術(shù)而言，LCOS仍難與其抗衡，不過因具有高解析度、以降低成本的低價(jià)的優(yōu)勢(shì)，LCOS則仍是相當(dāng)被看好的投影技術(shù)之一，只不過受限于目前量產(chǎn)技術(shù)仍未成熟，短期內(nèi)在投影機(jī)產(chǎn)業(yè)三大技術(shù)中仍暫時(shí)屈居第三。
LCOS在技術(shù)克服后，將是相當(dāng)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的投影技術(shù)。不過在目前的情況下，LCOS有朝二極發(fā)展；大尺寸的背投影電視、與小尺寸的高階可攜式產(chǎn)品。未來在量產(chǎn)技術(shù)克服、成本降低后，將有機(jī)會(huì)成為前投影機(jī)的主要技術(shù)之一。
1、現(xiàn)階段以背投影電視為主
雖然LCOS面板技術(shù)相當(dāng)具有潛力，不過**技術(shù)現(xiàn)況來看，LCOS雖然在解析度上優(yōu)于LCD及DLP技術(shù)，然而在重量、亮度及對(duì)比上均較為不如，加上在良率偏低的情況下，仍然不具成本優(yōu)勢(shì)，因此目前LCOS在前投影機(jī)產(chǎn)品中較不具競(jìng)爭(zhēng)力，不過在畫質(zhì)要求較高、體積較大的背投影電視而言，提供LCOS較佳的成長空間，也是目前LCOS技術(shù)比較看得到的營運(yùn)實(shí)績。**以LCOS技術(shù)較為****的JVC而言，其主要的應(yīng)用產(chǎn)品即以背投影電視為主。LCOS技術(shù)以其高畫質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，加上耗電量低于PDP電視，因此在背投影電視具成長潛力。
2、朝小型化(可攜式產(chǎn)品面板)高階應(yīng)用發(fā)展
由于LCOS面板尺寸小、解析度高、耗電量低，因此可以取代LCD在一些高階可攜式產(chǎn)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，將有機(jī)會(huì)進(jìn)軍高階可攜式產(chǎn)品發(fā)展。
四、臺(tái)灣LCOS廠商發(fā)展?fàn)顩r
由于LCOS投影技術(shù)尚未成熟，業(yè)者此時(shí)介入LCOS技術(shù)的開發(fā)，將有機(jī)會(huì)能與美、日、韓大廠一爭(zhēng)高低，可以擺脫在LCD、DLP投影技術(shù)上受制于人的情況，因此臺(tái)灣廠商投入LCOS技術(shù)開發(fā)相當(dāng)積極，其中尤其以聯(lián)電所主導(dǎo)的LCOS聯(lián)盟**引人注目。
相較于HTPS TFT及DLP面板掌握在國際大廠手上，由于LCOS技術(shù)仍處于起步階段，臺(tái)灣業(yè)者此時(shí)投入，將有機(jī)會(huì)在LCOS面板供應(yīng)上占有一席之地，此聯(lián)盟主要目的即是希望藉由上下游合作，整合彼此的研發(fā)資源，以即早解決LCOS關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)。
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發(fā)展部位 |
參與廠商 |
| LCOS面板設(shè)計(jì) | Aurora |
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LCOS基板代工 |
聯(lián)電 |
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液晶封裝 |
Veritronics、碧悠 |
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投影機(jī)相關(guān)零組件 |
國喬光電(燈泡)、亞洲光學(xué)(光學(xué)元件)、光群雷射(光學(xué)元件) |
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投影機(jī)光學(xué)引擎與整機(jī)制造 |
中強(qiáng)光電、明碁電通、大億科技、臺(tái)達(dá)電子、光峰科技、前錦光電、 |
表二 聯(lián)電LCOS聯(lián)盟廠商
以LCOS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來看，在量產(chǎn)技術(shù)克服后，投影技術(shù)將呈現(xiàn)LCD、DLP、及LCOS三足鼎立之勢(shì)。不過**目前三大技術(shù)的開發(fā)進(jìn)度來看，LCOS仍是處于研發(fā)階段，要有大幅的成長，目前看來仍嫌太早。**以近期的展覽會(huì)中推出的投影機(jī)產(chǎn)品來看，仍然是以DLP強(qiáng)調(diào)超可攜(Ultra-Portable)為****，LCOS產(chǎn)品仍屬少數(shù)。**聯(lián)電所組成的LCOS聯(lián)盟來看，在產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度不如預(yù)期的情況下，聯(lián)盟的聲勢(shì)不如當(dāng)初，友達(dá)在去年底即已退出LCOS聯(lián)盟，整機(jī)制造的廠商也不若當(dāng)時(shí)的積極。加上DLP以其輕薄短小的特性，近期在商用可攜式投影機(jī)市場(chǎng)崛起，成為投影機(jī)產(chǎn)業(yè)的耀眼的明****產(chǎn)品，今年臺(tái)灣許多投影機(jī)業(yè)者也相繼投入DLP投影機(jī)陣營行列，這使得LCOS的聲勢(shì)相較不如DLP搶眼。
**關(guān)鍵零組件LCOS面板而言，聯(lián)電轉(zhuǎn)投資15億元成立聯(lián)誠光電，以制造LCOS面板為主，自2002年2月份投產(chǎn)開始，至今累計(jì)出貨僅2,000套面板，日前聯(lián)誠光電展示5款MicroView LCoS背投電視，不過這樣的量基本上僅提供下游客戶作研發(fā)、測(cè)試用，離量產(chǎn)應(yīng)該還要再經(jīng)過一段時(shí)間，而**主要因素仍在于良率偏低，據(jù)了解，目前LCoS面板良率仍無法突破20％，光機(jī)系統(tǒng)廠商良率也未達(dá)40％的良率水準(zhǔn)，這也不難了解為何雖然LCOS技術(shù)面上具有如此的優(yōu)勢(shì)，然而現(xiàn)今卻有部分聯(lián)盟成員放棄該項(xiàng)投入而轉(zhuǎn)向投入DLP研發(fā)。
LCOS應(yīng)用目前看來****波的市場(chǎng)將以背投影電視為主力，不過LCOS強(qiáng)調(diào)的高畫質(zhì)仍比較不容易找到著力點(diǎn)，目前市場(chǎng)主流以解析度460與720的背投影電視為主，而LCOS標(biāo)榜的高解析度1080，市場(chǎng)需求仍不明朗。雖然許多國際大廠已陸續(xù)推出新產(chǎn)品，不過由于良率問題，目前的高價(jià)位使LCOS仍只局限在高階市場(chǎng)，要能有效開拓市場(chǎng)，產(chǎn)品****必須要能有相當(dāng)大的降幅。因此，**目前看來，臺(tái)灣廠商對(duì)LCOS的商機(jī)應(yīng)抱持長期開發(fā)的心態(tài)，短期不易有爆發(fā)性成長的機(jī)會(huì)。