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DLP、HTPS、LCoS三种投影芯片和技术的发展

导读: 投影技术的发展实际上年头已经相当久远了。但早先一直是CRT管技术,现在主流的固定像素投影技术是一直到上个世纪80年代末,90年代初期的时候出现的

        投影技术的发展实际上年头已经相当久远了。但早先一直是CRT管技术,现在主流的固定像素投影技术是一直到上个世纪80年代末,90年代初期的时候出现的。最早涉足固定像素投影技术的是两家日本厂商:Epson和SONY。它们都从90年代初期就开始开发HTPS的面板了。但早期的面板工艺还并不成熟并没有实现真正的固定像素产品的商品化。现在的家庭影院的习惯欣赏画面的纵横比是9:16。而早期的固定像素HTPS面板并不是以视频欣赏为主要追求,而是以商业的文稿演示等为塑求对象,所以面板更多的是满足计算机静止图片显示要求的4:3的尺寸。一直到90年代末SONY才真正开发了第一片16:9的 HTPS面板。并且开发了第一部以纯家庭影院视频欣赏为追求的液晶正投:VPL-W400。

        此后固定像素技术在纯视频欣赏领域得到了快速的发展。而此时“德州仪器”(TI)的DMD技术也逐渐走向成熟,于是从90年代末开始,也逐渐走入了家庭影院领域。其第一部纯视频欣赏的家庭影院代表机型就是名动一时的:SHARP XV-Z9000(于2001年正式发布)。

        下文重点谈谈三大技术的优劣等特点。

        首先我们来看看最早的固定像素技术:HTPS。此技术的中文全称为“穿透式高温多晶硅”技术。顾名思义就是光线必须穿过整片液晶chip来成像。由于光线在穿过chip的过程当中,很大一部分都被HTPS面板逐层给吸收了,所以最终透过面板的光线不足20%。又因为HTPS的控制电压的继电器必须做在每两个像素之间,所以这无形中大大占据了面板表面的有效光利用面积。直接的后果就是严重影响了开口率,开口率低直接导致对比度无法达到理想的效果。同时像素之间的“晶体管”装置直接影响了像素的间隔距离,无法使得相邻的两个像素点之间的“点距”更微小,所以HTPS的像素效应在各种固定像素投影技术中是最明显的。另外一个缺点是,由于光源是直接位于液晶板的后方,让光线直接穿透面板来成像,所以风扇很难同时给面板及光源散热,所以一般的HTPS投影机的风扇只负责给光源散热,而面板则很难受到“主动散热方式”的照顾。由于HTPS面板的配向膜(液晶层和玻璃之间的平滑填充物)通常是有机材料提取,所以其分子结构在高温下显得异常活泼,其结果就是在持续高热下很容易被氧化。配向膜被氧化后的结果直接导致图像发黄甚至变绿,偏色现象严重。而我们平时说的HTPS面板的老化,其有机配向膜就是罪魁祸首。另外HTPS面板的液晶单元的排列方式是水平的,在不加电压的情况下无法“全黑”(完全不透光),所以其片上对比度很难突破2000 : 1。
上面数落了HTPS一箩筐的弱点,它有没有优点呢?当然有了!其最大优点之一就是:由于是最早开发的固定像素芯片元件,所以其技术工艺最成熟,量产能力最强。废片率比较低。这使得HTPS非常的便宜。即便是将芯片的对角线尺寸做到:1.3英吋左右,其相对成熟简单的光机结构也使得整机的成本不会很高。将面板的对角线尺寸控制在1英吋以下的话,其光机能很小很简单,整机价格尤其低廉(其中的代表机型:AE700、Z3等)。运用在背投上,由于量产规模极其成熟,所以产能非常大,虽然是三片式结构,但相对简单的光机结构和巨大的产能和高良品率,使得HTPS的正、背投产品的性价比非常高。由于受芯片尺寸增大而造成光机结构复杂化的影响因素比较小,所以HTPS产品的成本对芯片尺寸的大小要求不是很高(这与对芯片尺寸尤其敏感的DLP形成了鲜明的反差)。所以通过增大芯片尺寸的方法,HTPS还是比较容易实现相对高的分辨率。

        现状:这两年来,HTPS在技术上已经有很大的飞跃。Epson和SONY公司在技术上有了很多突破。两公司都先后成功的将无机材料用于配向膜,这使得 HTPS芯片的寿命提高了差不多5倍,另外将水平排列的液晶单元改为了垂直排列,大大提高了对比度(这两种新兴技术都将在2006年初运用于两公司的 HTPS面板中)。Epson公司在年初还发布了1.2英吋的Full-HD的1080p面板(并且已经应用于富士通的:LPF-D711正投影)。此后又开发出了:0.9英吋的Full-HD的1080p HTPS面板。此面板将实现HTPS技术的1080p产品的廉价化。采用此面板的1080p投影产品将在2006年春上市。

        最后说说芯片供应商,全球的HTPS芯片的开发商只有两家:Epson & SONY!(属于相对垄断型的技术)
 

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