目前，消費(fèi)電子制造商有機(jī)會(huì)把高品質(zhì)視頻顯示器集成到諸如蜂窩電話這樣的小型、便攜式通信設(shè)備之中。通過(guò)有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻內(nèi)容的便利訪問(wèn)已經(jīng)吸引了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的關(guān)注，因?yàn)樗麄冇袡C(jī)會(huì)向終端用戶銷(xiāo)售視頻服務(wù)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中所面臨的挑戰(zhàn)在于：在維持通信設(shè)備的便攜式尺寸要求的前提下，如何提供一種尺寸適合于舒適觀看的顯示器？本文介紹利用硅上鐵電液晶(FLCOS)顯示技術(shù)從極小的封裝創(chuàng)建可接受的視頻顯示器，從而解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的兩難選擇問(wèn)題。

　　FLCOS的工作原理

　　FLCOS微型顯示技術(shù)擁有25年的歷史，直到今天它才交付使用累計(jì)1400萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品，其定位在于使消費(fèi)者能夠在各種各樣的新應(yīng)用中舒適地觀看各種視頻圖像，包括便攜式投影儀、汽車(chē)顯示器和近眼式(near-to-eye)顯示器，它們也可以被用于全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　傳統(tǒng)的向列液晶的開(kāi)關(guān)時(shí)間在10ms范圍，相比之下，采用專(zhuān)用鐵 電液晶(FLC)的FLCOS微型顯示器的開(kāi)關(guān)時(shí)間小于100us，這是它與其它微型顯示器的差異所在。快速的開(kāi)關(guān)速度使人們能夠在CMOS硅裸片的表面上覆蓋一層FLC以生成全彩顯示。CMOS電路與標(biāo)準(zhǔn)的視頻輸入接口，并利用CMOS工藝在金屬的頂層實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣式反射鏡面。

　　根據(jù)由CMOS電路施加在點(diǎn)陣金屬上的電壓，F(xiàn)LC材料與通過(guò)該材料的光線相互作用，要么旋轉(zhuǎn)極化光，要么不旋轉(zhuǎn)極化光。FLCOS微型顯示器利用FLC的快速來(lái)生成由紅、綠和藍(lán)(RGB)圖像組成的高幀速率序列，然后，由人眼合成為完整的彩色圖像。因?yàn)镕LCOS微型顯示器采用的是CMOS工藝，所以，它可以采用大量的互連和封裝技術(shù)來(lái)制造，而這跟小尺寸、低功耗及消費(fèi)定價(jià)模型是一致的。

　　FLCOS微型顯示器為許多面臨挑戰(zhàn)的工程師提供了一種萬(wàn)能的解決方案，使他們能夠?yàn)橄M(fèi)者開(kāi)發(fā)下一代舒適地觀看視頻圖像的消費(fèi)電子產(chǎn)品。下一代FLCOS微型顯示器特別適合于高清晰個(gè)人顯示產(chǎn)品，包括頭盔顯示器和超小型全彩色投影儀。這些新型的FLCOS產(chǎn)品對(duì)高產(chǎn)量的QVGA電子探視鏡進(jìn)行研究的產(chǎn)物，通過(guò)對(duì)它的研究使制造工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩方面都變得成熟。

圖1：FLCOS微型顯示器

　　嵌入式投影設(shè)備

　　集成了投影功能的個(gè)人移動(dòng)電子設(shè)備被稱(chēng)為嵌入式投影設(shè)備。這些設(shè)備對(duì)投影元器件、大小、功耗和成本有嚴(yán)格的約束。FLCOS微型顯示器的整體靈活性，為設(shè)計(jì)工程師提供了一種獨(dú)一無(wú)二的機(jī)會(huì)，為下一代個(gè)人移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)嵌入式投影解決方案。FLCOS面板提供顯示和顯示控制器，包括用于LED驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，且功耗小于100mW。由于FLCOS微型顯示器中設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)RGB視頻接口，工程師可以把它們的專(zhuān)注放在最小化投影光源所消耗的功率這個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)任務(wù)上。

　　FLCOS微型顯示器的大小對(duì)于把投影儀嵌入到個(gè)人設(shè)備如蜂窩電話、PDA和媒體播放器之中也是至關(guān)重要的。FLCOS微型顯示器的封裝外形不到半英寸高，使它們易于被集成到大多數(shù)個(gè)人設(shè)備之中。因?yàn)镕LCOS器件集成了標(biāo)準(zhǔn)的視頻接口，所以，不需要附加的接口元器件，因而減少嵌入投影儀所需要的空間。

　　盡管新的FLCOS微型顯示不能完全消除與在個(gè)人設(shè)備中嵌入投影儀相關(guān)的所有挑戰(zhàn)，它們確實(shí)有可能消除這些挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兙哂歇?dú)特的FLCOS器件的特性。

　　圖2：Displaytech公司的LV311器件

　　模塊化的個(gè)人投影設(shè)備

　　設(shè)計(jì)模塊化的個(gè)人投影設(shè)備是為了連接到其它個(gè)人電子設(shè)備上，它的大小大約是PDA的平均水平，它必須為商務(wù)和娛樂(lè)應(yīng)用提供高分辨率的投影圖像，但是，仍然便于放入口袋之中。此外，與模塊化投影設(shè)備相比，人們同樣關(guān)心嵌入式投影儀的外形大小、功耗和標(biāo)準(zhǔn)接口。為了滿足大多數(shù)消費(fèi)者的需要，該設(shè)備重要必須很輕，功耗必須很低，以便讓投影儀利用電池工作一段合理的時(shí)間。模塊化的設(shè)備也可以利用電源線供電來(lái)擴(kuò)展投影儀的工作時(shí)間。信息可以通過(guò)導(dǎo)線或無(wú)線方式或某種便攜式存儲(chǔ)器饋入投影儀。

　　要對(duì)微型顯示器的外形大小和重量做非常好的工程設(shè)計(jì)，而所需要的低功耗使FLCOS解決方案成為便攜式電池供電的投影儀的理想方案。FLCOS微型顯示器所提供的快速開(kāi)關(guān)速度意味著一個(gè)顯示面板將產(chǎn)生全彩并且>90%的反射型FLCOS的孔徑生成高品質(zhì)的投影圖像。

　　“近眼”顯示器應(yīng)用

　　FLCOS微型顯示器已經(jīng)在數(shù)字靜止攝像機(jī)和視頻錄像機(jī)中被用做電子探視鏡，過(guò)去6年中，在這個(gè)應(yīng)用中由全球領(lǐng)先的電子制造商交付使用的FLCOS微型顯示器超過(guò)了1400萬(wàn)。

FLCOS微型顯示器正被用于其它“近眼”顯示應(yīng)用，例如，在頭盔顯示器中的應(yīng)用。在雙近眼應(yīng)用中，照明光源是受集成在顯示面板中的電子電路控制的三色LED。LED光源與FLCOS微型顯示器相結(jié)合，足以為近眼應(yīng)用提供光線。

　　對(duì)于近眼顯示來(lái)說(shuō)，一項(xiàng)絕對(duì)的要求是利用單一面板生成全彩顯示。只有具有非常快速開(kāi)關(guān)速度的FLCOS面板能夠產(chǎn)生順序彩色顯示所需要的非常高的幀速率。彩色三色面板的微小孔徑使你在近眼顯示器中看到的圖像就像通過(guò)紗窗看一樣。FLCOS反射型顯示器利用順序彩色來(lái)在每一個(gè)像素>90%的孔徑上創(chuàng)建想要的色彩，從而產(chǎn)生類(lèi)似全息的圖像。

　　當(dāng)選擇顯示器的時(shí)候，還要考慮由顯示器提供的色域。有競(jìng)爭(zhēng)力的近眼顯示器利用產(chǎn)生非常有限的色域的彩色濾光片來(lái)形成它們的彩色三色。FLCOS面板利用生成較寬彩色域的三色LED，產(chǎn)生更接近生活的色彩。

　　利用FLCOS微型顯示器，設(shè)計(jì)成功的近眼顯示器所面對(duì)的復(fù)雜特性被已經(jīng)被簡(jiǎn)化了。FLCOS在單一微型顯示器上提供了高品質(zhì)全彩顯示，不需要彩色染料。因?yàn)樗鼈兊耐庑涡∏夜δ軓?qiáng)，這樣的微型顯示器具有足夠的靈活性，從而有助于工程師設(shè)計(jì)一種有吸引力的近眼顯示應(yīng)用。

　　汽車(chē)電子應(yīng)用

　　汽車(chē)應(yīng)用是FLCOS技術(shù)可能證明具有顛覆性意義的另一個(gè)領(lǐng)域。據(jù)顯示行業(yè)分析公司DisplaySearch預(yù)測(cè)，汽車(chē)顯示監(jiān)視器市場(chǎng)正以兩位速的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，并有望延續(xù)到2010年。在越來(lái)越多的汽車(chē)中，多功能全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)和駕駛員信息顯示系統(tǒng)正向汽車(chē)儀表盤(pán)滲透。在許多新車(chē)的設(shè)計(jì)中，面向娛樂(lè)的顯示器正展示出安裝到車(chē)頂和頭墊之后的趨勢(shì)。除此之外，直接把信息投影到駕駛員視線的抬頭顯示器利用擋風(fēng)玻璃作為投影屏幕，這種新的應(yīng)用正越來(lái)越多地吸引汽車(chē)制造商，以期在擁擠不堪的汽車(chē)市場(chǎng)脫穎而出。

　　微型投影對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)新技術(shù)。當(dāng)汽車(chē)制造商考慮采用一項(xiàng)新技術(shù)的時(shí)候，都要做一定周期的測(cè)試和驗(yàn)證，其中，包括把該新技術(shù)用于像娛樂(lè)顯示這樣的非安全領(lǐng)域。

　　全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(HDS)是利用FLCOS技術(shù)能夠做到的一種非顯示應(yīng)用。在HDS應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)LCOS器件被用做空間光調(diào)制器(SLM)。根據(jù)領(lǐng)先的技術(shù)市場(chǎng)分析公司IDC的預(yù)測(cè)，HDS明年將開(kāi)始取代專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案及視頻器件，到2010年HDS將開(kāi)始取代消費(fèi)視頻和數(shù)據(jù)光存儲(chǔ)產(chǎn)品。

　　圖3：空間光調(diào)制器(SLM)

　　全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)突破了傳統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)的密度極限，它不僅僅在存儲(chǔ)媒介的表面記錄數(shù)據(jù)，而是通過(guò)媒介的整體來(lái)記錄數(shù)據(jù)。跟每一次記錄一個(gè)數(shù)據(jù)比特的其它光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)不同，全息存儲(chǔ)容許在一次閃光中并行讀/寫(xiě)上百萬(wàn)比特的數(shù)據(jù)。這就使傳輸速率極大地高于現(xiàn)有的光學(xué)存儲(chǔ)器件。

　　如果被用做SLM，F(xiàn)LCOS就能夠提供高速數(shù)據(jù)寫(xiě)速率。由于采用了集成電子和簡(jiǎn)化的封裝，整體成本低。此外，由于微型顯示器制造工藝成熟，所以，能夠快速地實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。FLCOS技術(shù)也提供高開(kāi)關(guān)速度和光吞吐量，這是全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件中利用深藍(lán)激光進(jìn)行有效的開(kāi)關(guān)所必須的。SLM把電子數(shù)據(jù)的“0”和“1”映射為由超過(guò)1百萬(wàn)的光線和暗像素構(gòu)成的像“跳棋板”一樣的光學(xué)圖案。

　　圖4：SLM的另一方向視圖

　　本文小結(jié)

　　FLCOS微型顯示器為消費(fèi)電子工程社群所面對(duì)的若干問(wèn)題提供了一個(gè)通用的解決方案。FLCOS技術(shù)在消費(fèi)領(lǐng)域已經(jīng)得到證明，并且成為了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和視頻錄像機(jī)中電子探視鏡的主要組成部分。目前，人們正在提供高分辨率的FLCOS顯示器，使之定位于跨越許多不同市場(chǎng)的若干不同的新型顯示應(yīng)用，包括上面所述的市場(chǎng)。

　　對(duì)于所有革命性技術(shù)的一個(gè)挑戰(zhàn)在于：大多數(shù)消費(fèi)電子的發(fā)展都是不斷演變的。只有當(dāng)若干互補(bǔ)的新技術(shù)在比較短的時(shí)間內(nèi)可用時(shí)，產(chǎn)品的革命才可能發(fā)生。今天，F(xiàn)LCOS、高亮度LED和激光以及消費(fèi)視頻內(nèi)容的流行看來(lái)有可能引發(fā)一場(chǎng)顯示方式的革命。