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LCD新兴的另一种热门技术LCOS

2015-12-03 14:13:33 慧眼网

什么是LCOS LCOS(Liquid Crystal on Silicon)属于新型的反射式micro LCD投影技术,其结构是在硅晶圆上长电晶体,利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS -LCD),然后在电晶体上透过研磨技术磨平,并镀上铝当作反射镜,形成CMOS基板,然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合,再抽入液晶,进行封装测试。

简单来说,LCOS是直接与映像管(CRT)投影技术、高温多晶硅液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技术、DMD(Digital Micromirror Device)数位光学处理(DLP; Digital Light Projector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟,但LCOS则成为投影显示技术的新主流。

LCOS市场定位在大尺寸显示器产品及HMD(Head Mount Device)。目前业界普遍认可:在显示器市场20以下以LCD为主流,PDP可应用于30- 60产品,但价格昂贵,投影显示器适用于30- 60’以上的产品,具有解析度高,价格适中等优势。LCOS投影显示技术则是落于上述投影显示器市场;另外亦可作为直视元件,应用在HMD中。

省电、便宜与高解析度为LCOS最大优点。LCOS可视为LCD的一种,但传统的LCD是做在玻璃基板上,但LCOS则是长在硅晶圆上。和LCOS的相对比的产品,最常用在投影机上的高温多晶硅LCD为代表。后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则采用反射式投射,光利用效率可达40%以上,且其最大的优势是可利用最广泛使用、最便宜的CMOS制程,毋需额外的投资,并可随半导体制程快速的微细化,易于提高解析度。反观高温多晶硅LCD则需另投资设备,且属于特殊制程,成本不易降低。各种技术应用比较:(略)

发展LCOS面临的课题—极待建立标准化与上下游产业结构 目前LCOS的发展业者集中在美英两地的Fabless公司,包括Three-Five、Aurora(原S-Vision)、MicroPix、Microdisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight及香港的Varitronix等。由于LCOS在开发中涉及整个元件的设计、制造到光学系统的整合,有较高的技术门槛。且每个业者所开发的LCOS,各有专用的ASIC、光学引擎等,零组件和生产各自为阵,无法标准化,因此很难达到量产的经济规模,部份业者因无法提出全套的解决方案,致使产品无法顺利推出而面临财务危机。另外最大的障碍是合格率问题,LCOS前段之硅制程以0.35u制程即可(也不需要作得更小了),目前良率已可达90%;后段加玻璃基板,抽入液晶,并加以切割、封装的部份,目前良率却仍很低,仅约30%左右。LCOS的后段制程良率若无法顺利提升,将可能面临如DMD技术一般的窘境。

潜在市场大:HMD、高价位的数位相机、数位摄影机?等领域均可应用。HMD原以高温多晶硅TFT LCD虚拟15寸级以上的XGA显示器,预期日系业者短期内仍将延袭此一传统解决方式,美系业者则会倾向采用解析度高的LCOS。另外,数位相机和数位摄影机的观景窗,惯用小型非晶硅的LCD面板,采用LCOS为Solution,在解析度、和耗电量上,都将十分有利,但目前在价格上仍然偏高,因此,预期只有高价位市场才有可能采用。

除投影机外,LCOS高解析度、高亮度及高反应速度的特性,在20寸以上监视器、大尺寸电视等应用市场,都深具发展潜力。另外,移动电话上网普及后,将引发对手机大画面和高解析度的需求。LCOS省电的特性,适合移动电话上网。业者Three-Five预测至2001年,彩色屏幕手机应至少有10%会使用LCOS,数量大约达500万台。另由于主力手机业者非出自日系厂商,较不会有LCD情结,有利于LCOS之推展。尽管业界认为LCOS应用的潜在市场规模庞大,且未来3年每年皆有13%以上的市场成长率。但依目前的价格/性能比,数位相机与数位摄影机在短期内大量采用LCOS的比例预期仍不会太高;另外,在无线宽频网路尚未完成之前,Three-Five预期彩色屏幕手机10%采用LCOS或许是过于乐观。因此我们可以期待的,会比较偏重于投影机和大尺寸电视的市场,如果它能有效降低成本,则将原有产品如投影机、电视整个替代掉是有可能的。

全球生产厂商一览表(略) 主要开发业者以欧美系小型业者为代表。竞争者中Three-Five之手机STN-LCD营收规模已大,LCOS技术已达量产阶段,各产品线(SVGA、XGA、SXGA、HDTV)均有prototype,故较具优势。另外,各竞争厂商除DisplayTech外均主攻HMD市场并看好可携式产品,显示对可携式产品市场潜力都持较乐观的看法。

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