面板結構

    LCOS（Liquid Crystal on Silicon）屬于新型反射式微LCD，其結構是在硅片上“生長”液晶，利用集成電路工藝制作驅動面板（又稱CMOS-LCD），經過研磨技術磨平后鍍上鋁當反射鏡，形成CMOS基板，再將CMOS基板與含有透明電極的玻璃（ITO）極板貼合，再注入液晶，進行封裝（見圖 1）。在單晶硅片上集成ＣＭＯＳ和存貯電容器的數組，通過開孔把漏電極和像素電極連結，像素電極用鋁做成反射電極。為防止強光照射溝道，加一層金屬擋光層。另一側基板是ITO電極的玻璃板。液晶層盒厚受像素尺寸限制，一般盒厚為幾微米。

投影顯示系統技術原理

    ＬＣＯＳ投影機的基本原理與ＬＣＤ投影機相似，只是ＬＣＯＳ投影機是利用ＬＣＯＳ面板來調變由光源發射出來欲投影至屏幕的光信號，當光線照射到LCOS芯片時，其反射光就受到CMOS電極和ITO電極之間電壓的調制，因此LCOS芯片實際上是一種光調制器件。利用這種特性，將圖像或數據信息轉換為CMOS電極數組的電壓，就可以實現反射光的成像。光源的光經過極化和傳輸系統到棱鏡分光為紅綠蘭三種光并照射到LCOS芯片上被圖像調制，調制后的光線在經光會聚系統合成后進入投影鏡頭并照射到屏幕上成像。

    ＬＣＯＳ面板是以ＣＭＯＳ芯片為電路基板，因此無法讓光線直接穿過，其分光合光系統設計和ＬＣＤ投影機有些不同，通常需要在分光合光系統中利用偏極化分光鏡（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｅｒ；ＰＢＳ），將入射ＬＣＯＳ面板的光束與反射后的光束分開。

    由光源所發出的光經由Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｍｉｒｒｏｒ（雙色鏡）后分成Ｒ、Ｇ、Ｂ三色光，此三色光分別通過各自的ＰＢＳ后，會反射Ｓ偏光進入ＬＣＯＳ面板，當液晶顯示為亮態時，Ｓ偏光將改變成Ｐ偏光，最后以雙色棱鏡（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｐｒｉｓｍ）組合調變過的三道偏極光，投射至屏幕處得到影像。

圖2 LCOS成像原理圖

應用領域

    和透射式LCD技術相比，LCOS可以很容易地實現高分辨率和充分的色彩表現，而且可以較大地降低成本。LCOS的用途十分廣泛，大到背投彩電，小至數碼相機都可以使用它作為顯像器件。雖然LCOS看起來簡單，但要產品化還要有一個過程，并不是像想象的那樣容易形成產業。LCOS技術一經推出便在全世界范圍內造成極大影響，但由于制造工藝等方面原因，目前基于LCOS技術的產品還沒有形成大規模量產，只有少數廠家開發出了應用于投影機的LCOS芯片和應用LCOS技術的投影機及背投電視樣機。LCOS技術在以后大屏幕顯示應用領域里具有很大優勢，它沒有晶元模式，且具有開放的架構和低成本的潛力。

新型顯示器件進展  

    陰極射線管CRT曾經一枝獨秀，但在新的世紀里，各類顯示器件將各領風騷，百花齊放。總的發展趨勢將是：CRT會緩慢地減少，平板顯示器件(FPD)將快速地增長。預計2004～2005年，CRT和FPD二者的產值將相當（見表1）。各種平板顯示器件由于自身的技術原因，發展并不平衡。

表1 全球CRT和FPD市場分析

市場仍在擴大

　　顯示器件的發展方向是高分辨率、高清晰度。根據市場調查，人們對顯示器件性能的要求各有不同側重，其中要求高分辨率的約占52.7%、高亮度的約占20.1%、寬視角的約占17.8%、彩色飽和的約占9.3%。市場對高分辨率、高清晰度顯示器件的需求量越來越大，人們對顯示質量和顯示功能的要求也越來越高，越來越多樣化。由于競爭十分激烈，還要求顯示器件成本低，價格便宜。

　　由表2可以看出，從1999年到2005年，FPD產值將會翻番。預計在2004年，FPD產值將超過CRT產值。顯示器主要用于電視、PC、筆記本計算機和移動通訊產品等四個方面，這四個方面占全部顯示市場的87%，其中移動通訊產品市場最大。電視市場主要由CRT、AMLCD(有源矩陣液晶顯示器)和PDP(等離子體顯示器)瓜分；PC顯示器市場主要由CRT和AMLCD瓜分；筆記本計算機市場主要由AMLCD和PMLCD(無源矩陣液晶顯示器)瓜分；移動通訊手機市場主要由STNLCD(超扭曲向列相液晶顯示器)和OLED(有機發光二極管)瓜分。新近問世的Smart Card將會在小型顯示器市場占有相當大的份額。