AR眼镜显示器件中，LCoS（Liquid crystal on silicon）基于亮度上的优势，通常与光波导搭配。例如Magic Leap 1 AR眼镜包含6个LCoS显示屏，微软的HoloLens 1采用3层衍射光栅+LCoS的光学显示方案。硅基液晶LCoS是LCD与CMOS集成电路有机结合的反射型新型显示技术。其结构是将CMOS基板与ITO导电玻璃上基板贴合，再注入液晶。LCoS拥有模组体积小、成本低、解析度高、色域广、光利用率高等优势。
图 灵犀微光“阿拉丁Zero”参考机型，采用LCoS技术
目前认为AR市场主流的微显示技术路线是从LCoS到Micro OLED到Micro LED，AR设备厂商已经陆续开始用硅基OLED替代LCoS。但基于成本上的优势，LCoS+光波导依然是目前常用的方案，本文我们就来了解一下LCoS技术，欢迎大家加群探讨：
一、LCoS显示原理
入射的光线经PBS（偏振分光棱镜特性：反射s光，透射p光）透射后照射在LCoS显示芯片上，当液晶层某像素的外加电压为0时，输入的p偏振光经过液晶层，偏振方向不变，到达底部反射回来输出p偏振光，经过PBS棱镜透射，p偏振光原路返回(蓝色光线)，无法进入反射光路，光输出为零，此像素呈现“暗态”；当此像素外加电压时，输入的p偏振光经过液晶层，偏振方向发生偏转，到达底部反射回来输出s偏振光，经PBS反射后，进入成像光路（橙色光线），此像素呈现“亮态”，并在屏幕上成像。
二、LCoS结构
对准层 -- 对齐液晶，以便它们能够精确地引导光线。
硅或芯片 -- 使用来自显示驱动器的数据，以像素和晶体管之间的一比一比例控制液晶。
三、LCoS与其他相关技术对比
| 技术 |
原理 |
优势 |
劣势 |
| LCoS |
反射式液晶显示 |
模组体积小，成本低，解析度高，色域广，高分辨率 |
响应速度慢，功耗高，对比度低 |
| LCD |
穿透式液晶显示 |
技术成熟，成本低，色域广，寿命长 |
功耗高，对比度低，光利用率低 |
| 硅基OLED |
自发光 |
响应速度快，功耗低，体积小，工作温度高，延展性好 |
工作温度高，亮度低，成本高 |
| Micro LED |
自发光 |
响应速度快，功耗低，体积小，亮度高，寿命长，工作温度低 |
灵活性差，成本高，量产难 |
LCoS技术比较成熟，且成本低；作为反射式技术，光利率率可提高至40%，可产生较高的亮度；并可随半导体制程的微细化，逐步提高解析度。
LCoS的缺点主要在于对比度低，特别是入射角较大的时候；而且必须和PBS配合使用，限制了整体光机的小型化进程。
四、LCoS相关技术厂家
国内
1. OmniVision 豪威科技
2018年豪威科技宣布推出行业首款具集成驱动和存储功能的1080p液晶覆硅（LCoS）微显示器——OP02220，具有紧凑设计、低功耗以及具性价比等特点，专为如眼镜和头戴式显示等需持久性，紧凑和轻量等要求的AR应用而设计。2019年宣布与珑璟光电合作，为其提供LCoS显示芯片。预计今年第四季度将推出LCoS硅基液晶新品。
2. Himax 立景光电
立景光电2004年成立于台湾，是LCoS产业的领导者，已出货超过200万颗，客户应用领域相当广泛，包括微型投影机、手机与手持式录影机的内嵌式投影机、玩具投影机与头戴式装置等。谷歌Google Glass、微软HoloLens 1采用的是立景光电的LCoS微显示器。
3. 南京芯视元电子有限公司
南京芯视元电子有限公司产品主要有硅基LCoS微显示芯片、硅基OLED微显示芯片、硅基Micro LED微显示芯片、空间光调制器。产品广泛应用于AR/VR/MR眼镜、车载HUD、头戴显示器、光通讯、光计算、3D打印等新兴领域。
2021年3月3日发布了0.26英寸硅基LCoS微显示芯片SVC1K26。作为芯视元第五款自主研发的硅基LCoS微显示芯片，SVC1K26有效显示尺寸为5.76mm X 3.24mm，分辨率为1280x720，主要应用在AR/VR眼镜、头戴显示器、微型投影仪等新兴市场领域，与灵犀微光、珑璟光电等光波导显示模组企业合作。
4. 上海慧新辰实业有限公司
上海慧新辰实业有限公司以LCoS芯片设计开发、高端显示模组封装工艺技术升级开发为核心业务，建设包括集LCoS芯片开发设计、LCoS液晶屏生产，相关终端应用产品的光学系统、应用系统集成方案的开发，以及微投、近眼显示、光通信产品的生产为一体的虚拟显示专属产业园，建有一条全球领先的LCoS芯片封测产线。
5. 芯鼎微（中山）光电半导体有限公司
芯鼎微(中山)光电半导体有限公司成立于2020年12月，是晶典公司（Syndiant Inc.）在国内的合资公司，也是世界领先的LCoS微显示方案供应商，产品可广泛应用于超便携设备、高亮度投影、抬头显示、近眼显示、3D打印等场合。自主产业园正在建设中，将形成数百万显示芯片的年产能来支持市场日益增长的需求。
6. luxic 大草原科技
大草原科技有限公司Luxic Limited于2014年在香港成立。Luxic向市场提供高速大尺寸量产LCoS和MicroLED背板，可用于微显示，SLM/WSS光通信，以及AR/VR HUD等领域。
7. 深圳科创数字显示有限公司
深圳市科创数字显示技术有限公司成立于2002年9月6日，完成了硅基数字光场芯片（LCoS）“国家高技术示范工程项目”及其“升级项目”和“国家电子信息产业发展基金项目”等，拥有自有知识产权的专利技术、软著、生产技术及产线设计和产品设计几百项，LCoS产品可广泛应用于AR/VR微投、HUD、HMD、激光电视、3D打印、LCoS拼接大屏等产品领域。
8. 深圳雅图数字视频技术有限公司
深圳雅图数字视频技术有限公司创立于1998年5月，拥有DLP、LCD和LCoS三项技术的研发和制造能力。
9. 武汉全真光电科技有限公司
武汉全真光电科技有限公司2007年11月成立，是一家专注于LCoS显示技术的研发及产业化运营的高科技企业，能够完成LCoS显示技术的上游、中游及下游完整产业链。
国外
10. 日本JVC
JVC从90年代中期开始涉足LCoS的研究开发，是最早投入LCoS技术开发的厂商之一，独立开发出D-ILA直接驱动图像光源放大器芯片。目前最新的0.7英寸D-ILA三片式液晶面板能实现1080P的全高清输出，真实对比度达10000:1。
11. 美国美光科技Micron
Displaytech开发出了铁电版LCoS（Ferroelectric LCoS）微显示器，能够利用高量产的互连和封装技术实现小外形尺寸、低功耗和低成本。2009年美光科技公司（Micron Technology）收购了Displaytech，并推出MT7DMQV3A-A1S FLCoS微显示模块。
12. 韩国Raontech
RAONTECH专注于 AR/VR/MR 和移动电视 SoC 的微显示解决方案，从LCoS（硅上液晶）微型显示器开始，RAONTECH 正在将其技术和产品扩展到自发光微型显示器，例如 MicroLED 和 MicroOLED 微型显示器。2021年RAONTECH推出基于LCoS微显示技术的头戴式显示器光学模块F2和F2-C。
13. 美国晶典Syndiant
晶典一直致力于开发全球最具创新性的全数字硅基液晶(LCoS) 微显示技术，其设计并制造的产品可广泛应用于近眼显示、超便携设备，以及高亮度投影等系统。2019年，耐德佳携手晶典推出全球首款4K UHD分辨率超高清Augmented Reality（AR）显示模组。晶典以独有专利的Q-ViewTM压缩技术及特殊成像芯片设计技术推出0.55” 4K UHD 超高清、低功耗、高质量的LCoS微显示屏。
14. 美国Kopin
2011年Kopin收购Forth Dimension Display（ForthDD）为全资子公司，ForthDD是设计和制造高分辨率硅基铁电液晶（FLCoS）设备的全球领先者，产品可用作SLM、近眼显示系统及结构光投影，2019年针对近眼显示器AR/VR推出 2K x 2K 高性能反射式 LCoS 器件。
15. WaveOpitics
在微显示领域，WaveOptics 的研究重点是 DMD、LCoS 和 MicroLED。WaveOptics也是全球知名的波导制造商，2021年被互联网巨头Snap收购，成为Snap的全资子公司。
The original article was first published on the WeChat official account (Aibang VR Industry News)：LCoS显示方案在AR上的应用（附15家相关技术厂家）
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