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LCoS——硅基液晶

  LCoS,为Liquid Crystal on Silicon的缩写,即硅基液晶,是一种全新的数码成像技术,基成像方式类似于三片式的LCD液晶技术,不过采用LCoS技术的投影机其光线不是透过LCD面板,而是采用反射方式形成彩色图像。

  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。


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  从技术角度讲,在新兴的显示媒体中,PDP的前景最黯淡,存在的局限最多,而最有发展前途的当属DLP和LCoS。就目前的技术发展而言,LCoS尚不如DLP成熟。

  首先,LCoS显示技术涉及到多个高技术前沿领域,主要有VLSI设计和工艺相关技术、液晶相关技术、光学引擎技术、新型光碟技术、图像处理相关技术等,因此没有哪一个公司可以掌握所有的关键技术。而DLP技术成熟,已经占领大量普通民用视频设备领域,分辨率在1024×768水平的DLP产品价格已经很低廉,在2048×1024分辨率水平上的DLP也已经能够供应市场,虽然由于价格因素目前主要应用在数字电影院的放映上,但是随着4000× 2000水平的DLP应用到数字电影放映中,2048×1024水平的高清晰电视投影机也会面世。其次,LCoS高分辨率带来的大屏幕高清晰画质还不能表现出来,和DLP成熟的技术比确实相差太远。在LCoS投影系统中,光学引擎、机械结构、系统电路和LCoS芯片本身的任何缺陷都会影响图像显示效果。第三,LCoS微显示器的开发和生产还没有一个统一的标准,产业链还没有完全形成,新技术的产业化、联合加工、技术方案的改变等,使得LCoS系统的低成本优势还没有体现出来。虽然理论上在分辨率、亮度等功能相匹配的情况下,三片式LCoS投影系统的成本可以低于单片DLP投影系统的价格,但是距离实现这个目标还有很远的路要走。

  在新兴的显示技术中,可以清晰地分成2个阵营,PDP和LCD是一种技术方向,侧重于显示器件本身的开发。DLP和LCoS代表着另一种方向,它们跳出了就显示器件研制显示媒体的框子,立足于微型芯片制造技术,在技术和成本上显然和前者不在一个层次上。因此在PDP和LCD为韩国、日本及我国的台湾三分天下的时候,DLP为美国的TI公司所独有就毫不奇怪了,毕竟在芯片制造商领域还是美国的天下。目前国际上有几十家公司在积极开发LCoS微显示器技术,但是只有索尼、JVC、飞利浦和日立公司有相关少量的产品推出。

  同DLP一样,LCoS在大屏幕高清晰度电视机市场有着无限的潜力,同时由于LCoS微显示器体积小、功耗低,便于低温加固,在各种军用头盔显示器方面完全可以取代早期的微型CRT。在近眼显示器领域,有着独特的优势。近眼显示器是一个特殊的应用方向和市场,目标产品包括头盔显示器HMD、手机显示器、无线网络终端、可穿戴计算机显示器等。在军事、医疗、娱乐等领域,LCoS微显示器潜在的技术内涵将会形成各类便携式高清晰显示技术的核心。

  其它新兴显示技术展望

  OLED,即有机电致发光二极管,也被很多厂商叫做OEL,索尼称为有机EL。OLED被称为下一代平板显示技术,目前2英寸左右的成品已经开始在数码相机和手机等产品上得到应用,但是要想在电视机方面推出成熟的消费品,还有一段路要走。

  OLED电视不需要液晶电视所必需的光源,同时具有等离子电视的高清晰度,而且屏幕更薄,甚至可以做成1mm厚卷起来。这种电视的原材料比较便宜,可以用塑料、聚酯薄膜或胶片作为基板,又不需要光源,今后价格肯定要低于等离子电视和液晶电视。

  目前,三洋已经生产出了使用OLED屏幕的手机;索尼也一直在开发OLED电视,宣称2005年就将推出13英寸左右的样品。2003年,我国台湾地区的IETECH公司成功研制出了20英寸的OLED显示屏,让人们看到了OLED在大屏幕显示领域的潜力。

  FED,即场发射显示技术,也是被许多厂商看好的一种未来大屏幕显示技术,是一种具有较长历史却进展相对比较缓慢的显示技术。早在1928年场发射电极理论就被提出,直到1968年才开始有场发射电极应用于显示器的研究,1991年第一款FED显示器产品由法国的一家公司展出。

  该技术的显示原理类似于CRT,都是由阴极发射电子,撞击荧光屏发江。只是FED中的阴极射线管被场发射阵列平面阴极代替,因此显示器由平面阴极和荧光显示屏两部分组成,实现了平面显示。FED在实现了平板显示器的轻薄结构的同时却继承了CRT的高性能,可以实现高亮度、高响应速度、真彩色、宽视野,同时避免了CRT的电磁辐射和X射线辐射。

  2002年三星公司已经研制出了32英寸的FED面板,同年伊势电子了展出了40英寸FED面板,2003年摩托罗拉成功开发出使用碳纳米管的 FED面板,除已经发表的15英寸样品以外,还将加紧试制30英寸产品,在生产超过30英寸的大尺寸面板模块时,与液晶面板相比,成本大约可以降低30%左右,FED也已经开始了大屏幕应用历程。

  GLV显示系统,即“栅状光阀”成像系统,是一种全新的高精度光电调制器。由美国CLM公司开发,由于财务困境于2000年转让给索尼。GLV 栅状光阀是依靠静电驱动微型机械部件,对入射光的强度和反射方向进行控制的器件,属于“微机电子系统”。GLV是一个线阵式硅芯片器件,只能产生一条竖直的线阵式像素,要变成一个平面图像还要依靠光学的扫描方法。电视图像中垂直像素的多少,由GLV线阵器件的像素数目决定,索尼公司开发的GLV是1080 个像素排成竖列的一维画面器件。将此经由1080组GLV光栅反射的激光带,再用光学棱镜水平旋转投射到屏幕上,就可以形成一幅1920×1080的高清晰度电视图像。

  水平像素的多少,由光栅所加电视信号的行像素决定。GLV每个晶片长度为20μm,宽度为5μm。GLV光栅调制器结构比较简单,采用不同的投射光路,既可以组成与等离子电视厚度相差不大的背投电视,也可以做成正投影装置,但目前该技术尚处于实验阶段。

  新兴电视中将消失的名词

  在新兴显示媒体中,很多概念甚至将消失得无影无踪,在显像管电视机宣传中为一些商家不断炒作、一些发烧友津津乐道的名词,将不复存在。

  逐行扫描:这个名词是显像管电视机专有的名词,对于LCD、PDP、DLP或者LCoS这些新兴的显示媒体而言,图像传输和显示都是整幅的图像,没有所谓行结构。

  磁化:也是显像管电视机专有的概念,对于LCD、PDP、DLP或者LCoS来说,不必担心磁化问题。

  地磁校正:对于大屏幕显像管电视机,由于地磁的影响,摆放的时候要求考虑方向性,否则图像会发生一些问题,影响正常观看,好一点的电视机都带有地磁校正

  物理纯平:对于显像管电视机,在所谓的纯平状态下,几乎所有的电视机都存在枕型失真和汇聚不准问题。而LCD、PDP、DLP和LCoS这些新兴的电视机,都是平面的,先天就不存在上述缺陷。

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