LCOS投影技術前景分析

　　LCOS技術是結(jié)合了半導體與LCD技術，就技術面來看，具有高解析度、高亮度的特性，加上產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，亦具低成本潛力，將是數(shù)位投影技術中的明星級產(chǎn)品。

　　就技術開發(fā)進度來看，LCOS目前仍處于研發(fā)階段，量產(chǎn)技術尚未成熟，在面板供貨上仍不穩(wěn)定。

　　現(xiàn)有LCOS光學引擎在產(chǎn)品重量、亮度上仍不甚理想，現(xiàn)階段在前投影機競爭力較弱，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)技術克服、成本降低后，將有機會成為前投影機的主要技術之一。

　　臺灣廠商投入LCOS動作相當積極，其中以聯(lián)電帶頭邀集的LCOS聯(lián)盟最具代表性，不過目前暫時受限于技術未成熟，整體開發(fā)進度落后，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)品預料將會越來越多，應著眼于長期開發(fā)的心態(tài)，短期不易有爆發(fā)性成長的機會。

一、LCOS投影技術

　　投影機技術基本顯影原理相仿，主要是由鹵素燈、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)，最后將影像投射到屏幕顯像。LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 為投影技術的新興技術，由于在發(fā)展高解析度方面具有相當優(yōu)勢，因此自2001年吸引了業(yè)界眾多業(yè)者投入，臺灣業(yè)者在聯(lián)電帶頭組成LCOS聯(lián)盟下，將促使臺灣業(yè)者得以整合彼此資源，因此臺灣業(yè)者有機會藉由LCOS技術的開發(fā)，加強在投影機及背投影電視的競爭實力，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，故在此就LCOS產(chǎn)業(yè)進行探討。

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以加以隔絕后，再填充液晶于基板間形成光閥，藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉(zhuǎn)，以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃，下基板是則矽晶圓CMOS基板，LCOS面板最大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率，而且單晶矽可形成較細的線路，因此與現(xiàn)有的HTPS LCD及DLP投影面板相較，LCOS是比較容易達成高解析度的投影技術。

2、LCOS光學引擎架構(gòu)

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

（1）三片式光學引擎

　　LCOS光學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、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。就Nikon設計的IBM 4-Cube光學引擎架構(gòu)來看，由于三片式LCOS光學引擎除了需要三片面板外，并結(jié)合多項的分光、合光光學系統(tǒng)，因此體積較大、成本也較高，不過由于可以達到較高的光學效率，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的多款投影機為主，除此之外，三片式光學引擎還有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。

（2）單片式光學引擎

　　單片式Color Wheel光學引擎則是以快速旋轉(zhuǎn)的ColorSwitch將白光形成循序的紅、藍、綠光，并將三原色光與驅(qū)動程式產(chǎn)生的紅、藍、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)點就是因為面板數(shù)僅需一片，加上分光、合光的系統(tǒng)架構(gòu)比較簡單，因此在成本上較具競爭優(yōu)勢，而且光學引擎的空間也相對較小。然而目前在技術上面臨一些困難，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、綠畫面快速的切換下合成影像，因此面板反應速度的要求更高，使得生產(chǎn)的難度也相形提高。

二、LCOS投影技術特色

　　與LCD、DLP投影機技術相較，LCOS投影技術具高解析度、高亮度、及低成本潛力，為投影技術的明日之星。

1、高解析度

　　LCOS投影技術最大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率，而且單晶矽可形成較細的線路，因此比較容易達成高解析度的面板。

2、高亮度

　　LCOS為反射式技術，不會像HTPS LCD光學引擎會因為光線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光學引擎因為產(chǎn)品零件簡單，因此具有低成本的優(yōu)勢，再加上臺灣廠商大舉投入，相較于由Seiko Epson, Sony供貨的HTPS LCD面板、及德儀(TI)獨家供應的DLP面板，LCOS具有快速走低的供貨環(huán)境。

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

三、LCOS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況及發(fā)展趨勢

　　以目前主要的投影機技術LCD、DLP、LCOS而言，LCOS屬于新興的投影技術，由于LCOS的技術尚未成熟，生產(chǎn)良率仍然偏低，面板供應仍不穩(wěn)定，因此目前在市面上的量不多，預估到2003年占總體前投影機0.8％。

　　相對于目前的主流技術LCD及近期相當熱門的DLP面板投影技術而言，LCOS仍難與其抗衡，不過因具有高解析度、以降低成本的低價的優(yōu)勢，LCOS則仍是相當被看好的投影技術之一，只不過受限于目前量產(chǎn)技術仍未成熟，短期內(nèi)在投影機產(chǎn)業(yè)三大技術中仍暫時屈居第三。

　　LCOS在技術克服后，將是相當具有競爭優(yōu)勢的投影技術。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)技術克服、成本降低后，將有機會成為前投影機的主要技術之一。

1、現(xiàn)階段以背投影電視為主

　　雖然LCOS面板技術相當具有潛力，不過就技術現(xiàn)況來看，LCOS雖然在解析度上優(yōu)于LCD及DLP技術，然而在重量、亮度及對比上均較為不如，加上在良率偏低的情況下，仍然不具成本優(yōu)勢，因此目前LCOS在前投影機產(chǎn)品中較不具競爭力，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技術比較看得到的營運實績。就以LCOS技術較為領先的JVC而言，其主要的應用產(chǎn)品即以背投影電視為主。LCOS技術以其高畫質(zhì)的優(yōu)點，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，將有機會進軍高階可攜式產(chǎn)品發(fā)展。

四、臺灣LCOS廠商發(fā)展狀況

　　由于LCOS投影技術尚未成熟，業(yè)者此時介入LCOS技術的開發(fā)，將有機會能與美、日、韓大廠一爭高低，可以擺脫在LCD、DLP投影技術上受制于人的情況，因此臺灣廠商投入LCOS技術開發(fā)相當積極，其中尤其以聯(lián)電所主導的LCOS聯(lián)盟最引人注目。

　　相較于HTPS TFT及DLP面板掌握在國際大廠手上，由于LCOS技術仍處于起步階段，臺灣業(yè)者此時投入，將有機會在LCOS面板供應上占有一席之地，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關鍵技術的開發(fā)。

　　以LCOS的技術優(yōu)勢來看，在量產(chǎn)技術克服后，投影技術將呈現(xiàn)LCD、DLP、及LCOS三足鼎立之勢。不過就目前三大技術的開發(fā)進度來看，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。就以近期的展覽會中推出的投影機產(chǎn)品來看，仍然是以DLP強調(diào)超可攜(Ultra-Portable)為重點，LCOS產(chǎn)品仍屬少數(shù)。就聯(lián)電所組成的LCOS聯(lián)盟來看，在產(chǎn)品開發(fā)進度不如預期的情況下，聯(lián)盟的聲勢不如當初，友達在去年底即已退出LCOS聯(lián)盟，整機制造的廠商也不若當時的積極。加上DLP以其輕薄短小的特性，近期在商用可攜式投影機市場崛起，成為投影機產(chǎn)業(yè)的耀眼的明星級產(chǎn)品，今年臺灣許多投影機業(yè)者也相繼投入DLP投影機陣營行列，這使得LCOS的聲勢相較不如DLP搶眼。

　　就關鍵零組件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)、測試用，離量產(chǎn)應該還要再經(jīng)過一段時間，而最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％，光機系統(tǒng)廠商良率也未達40％的良率水準，這也不難了解為何雖然LCOS技術面上具有如此的優(yōu)勢，然而現(xiàn)今卻有部分聯(lián)盟成員放棄該項投入而轉(zhuǎn)向投入DLP研發(fā)。

　　LCOS應用目前看來第一波的市場將以背投影電視為主力，不過LCOS強調(diào)的高畫質(zhì)仍比較不容易找到著力點，目前市場主流以解析度460與720的背投影電視為主，而LCOS標榜的高解析度1080，市場需求仍不明朗。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，目前的高價位使LCOS仍只局限在高階市場，要能有效開拓市場，產(chǎn)品價格必須要能有相當大的降幅。因此，就目前看來，臺灣廠商對LCOS的商機應抱持長期開發(fā)的心態(tài)，短期不易有爆發(fā)性成長的機會。