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芯片/顯示

透析激光與LED光源技術(shù)優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)前景

星之球科技 來源:投影時(shí)代2013-07-22 我要評(píng)論(0 )   

近幾年,投影機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,投影光源方面也連續(xù)獲得突破,目前已形成了LED、激光、LED+激光三種新光源技術(shù),這些光源最大的特點(diǎn)就是發(fā)光效率較高或壽命較長(zhǎng),且不含有...

       近幾年,投影機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,投影光源方面也連續(xù)獲得突破,目前已形成了LED、激光、LED+激光三種新光源技術(shù),這些光源最大的特點(diǎn)就是發(fā)光效率較高或壽命較長(zhǎng),且不含有汞等有害元素。

 

  LED光源

  LED(Light Emitting Diode),發(fā)光二極管,簡(jiǎn)稱LED,是一種能夠直接把電能轉(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件。

  LED光源不含汞,符合環(huán)保理念;可實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)至6萬小時(shí)使用壽命,大大降低了用戶成本;具有較大的顏色再現(xiàn)范圍,可以展示顏色純度更高的影像;LED在安全性上也有提升,環(huán)氧樹脂的封裝技術(shù),使得密封性能和抗沖擊的性能都比燈泡更好,不會(huì)有炸燈的危險(xiǎn)。

 

  目前LED光源在投影機(jī)、液晶顯示器中已經(jīng)得到采用。最常接觸的有LED投影機(jī)、LED電視和LED顯示器。確切的說,應(yīng)稱之為L(zhǎng)ED光源投影機(jī)、LED背光電視和LED背光顯示器。

 

  混合光源

  混合光源主要指“激光+LED”,混合光源技術(shù)是將紅(高亮度紅色LED)、綠(藍(lán)色激光通過熒光體轉(zhuǎn)換為綠色)、藍(lán)(高亮度藍(lán)色LEDX1)三色,通過DLP芯片投影,即可不使用高壓水銀燈泡而實(shí)現(xiàn)高亮度投影。并且光源壽命達(dá)到約2萬小時(shí),可有效減少維護(hù)并削減使用成本。其次,打開電源后最快5秒即可投出最高亮度畫面,并且關(guān)閉電源時(shí)也不需要冷卻。

 

  LED作為投影機(jī)光源,最大的缺陷就是亮度不夠,這是由LED本身的特性決定的。激光的加入主要是為了對(duì)LED光源中最弱的藍(lán)光源進(jìn)行補(bǔ)充,提升光源整體的亮度和飽和度。這樣一來,亮度和燈泡壽命就能達(dá)到平衡。

 

  激光光源

  激光光源是利用激發(fā)態(tài)粒子在受激輻射作用下發(fā)光的電光源,是一種相干光源。自從1960年美國(guó)的T.H.梅曼制成紅寶石激光器以來,各類激光光源的品種已達(dá)數(shù)百種,輸出波長(zhǎng)范圍從短波紫外直到遠(yuǎn)紅外。激光光源可按其工作物質(zhì)(也稱激活物質(zhì))分為固體激光源(晶體和釹玻璃)、氣體激光源(包括原子、離子、分子、準(zhǔn)分子)、液體激光源(包括有機(jī)染料、無機(jī)液體、螯合物)和半導(dǎo)體激光源4種類型。

 

  激光光源由工作物質(zhì)、泵浦激勵(lì)源和諧振腔 3部分組成。工作物質(zhì)中的粒子(分子、原子或離子)在泵浦激勵(lì)源的作用下,被激勵(lì)到高能級(jí)的激發(fā)態(tài),造成高能級(jí)激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù)多于低能級(jí)激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù),即形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。粒子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí),就產(chǎn)生光子,如果光子在諧振腔反射鏡的作用下,返回到工作物質(zhì)而誘發(fā)出同樣性質(zhì)的躍遷,則產(chǎn)生同頻率、同方向、同相位的輻射。如此靠諧振腔的反饋放大循環(huán)下去,往返振蕩,輻射不斷增強(qiáng),最終即形成強(qiáng)大的激光束輸出?!〖す夤庠淳哂邢铝刑攸c(diǎn):

 

  單色性好。激光的顏色很純,其單色性比普通光源的光高10倍以上。因此,激光光源是一種優(yōu)良的相干光源,可廣泛用于光通信。

 

  方向性強(qiáng)。激光束的發(fā)散立體角很小,為毫弧度量級(jí),比普通光或微波的發(fā)散角小2~3數(shù)量級(jí)。

 

  光亮度高。激光焦點(diǎn)處的輻射亮度比普通光高10~100倍。

 

  LED――當(dāng)下最為新潮的主流應(yīng)用

  大屏幕拼接產(chǎn)品,無論是DLP背投拼接還是LCD液晶拼接,他們之所以能顯示影像都離不開光源的幫助。背投拼接光源主要來自于燈泡,包括像汞燈、鹵素?zé)?、氙燈等等。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,這兩種光源所存在的致命缺點(diǎn)顯然已經(jīng)不再能滿足用戶的使用需求。

 

  采用傳統(tǒng)光源的背投拼接產(chǎn)品,其對(duì)比度和色彩表現(xiàn)受到較大的限制,同時(shí)燈泡壽命不長(zhǎng)需要不斷更換,這對(duì)于那些需要產(chǎn)品7*24小時(shí)不意思運(yùn)行的用戶而言后期更換燈泡的費(fèi)用可不是一筆小數(shù)目。另外,采用傳統(tǒng)光源的背投產(chǎn)品配合燈泡使用的色輪也需要經(jīng)常維護(hù),由于維護(hù)的頻度大,其光路部分不能完全實(shí)現(xiàn)封閉設(shè)計(jì),防塵等性能也受到一定影響,這進(jìn)一步加大了維護(hù)強(qiáng)度,給用戶的使用帶來了極大的不便,也成為阻礙其發(fā)展的重要因素之一。

 

  LED光源的出現(xiàn),讓上述的所有問題迎刃而解。采用LED光源的DLP背投拼接墻不但更加環(huán)保節(jié)能,而且LED光源的光機(jī)色域更寬,色彩飽和度更高,更為關(guān)鍵的是,LED光源的使用壽命長(zhǎng)達(dá)60000小時(shí),徹底解決了傳統(tǒng)燈泡光源壽命短的問題。

 

  而在液晶顯示方面,傳統(tǒng)液晶顯示器采用的背光源是冷陰極螢光燈管(ColdCathodeFluorescentLamp),簡(jiǎn)稱CCFL。由于CCFL具有燈管細(xì)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、表面溫升小、表面亮度高、易加工成各種形狀(直管形、L形、U形、環(huán)形等),使用壽命長(zhǎng)、顯色性好、發(fā)光均勻等優(yōu)點(diǎn),是近年來應(yīng)用最為廣泛的液晶屏背光源。不過隨著發(fā)展,CCFL也暴露出一些不足,例如色域狹窄、能源利用率低、功耗較高、污染環(huán)境等,所以人們一直在尋找替代技術(shù)及產(chǎn)品,而在這個(gè)過程中,LED背光技術(shù)產(chǎn)品便被納入了人們的選用范疇。

 

  相對(duì)于CCFL背光源,LED背光源具有五大優(yōu)勢(shì):一、超廣色域,可以達(dá)到105%NTSE色域,因此色彩更鮮艷。二、超薄外觀,最薄的達(dá)到1.99厘米,更加時(shí)尚。三、節(jié)能環(huán)保,能耗比冷陰極背光源低52%,并且沒有冷陰極管的汞污染。四、壽命長(zhǎng),達(dá)到將近10萬小時(shí),每天開10小時(shí)的話可以使用27年。五、可以達(dá)到100000:1的超高對(duì)比度,清晰度更高。

 

  在低碳、環(huán)保成為考量電子產(chǎn)品最重要的指標(biāo)之一的時(shí)代,采用LED背光源無疑成為眾多背投及顯示廠商的首選。近兩年來,隨著LED產(chǎn)能的大規(guī)模釋放,產(chǎn)品價(jià)格與傳統(tǒng)光源產(chǎn)品拉近,并憑借其優(yōu)異的節(jié)能、長(zhǎng)壽命特性等被廠商們大力推崇。因此,無論是液晶顯示器還是DLP投影機(jī),LED光源已經(jīng)成為各類顯示技術(shù)的主流方向,并進(jìn)入真正的實(shí)用階段。激光光源有諸多優(yōu)勢(shì)被寄予厚望

 

  繼工業(yè)和信息化部將“發(fā)展激光顯示等特色顯示技術(shù)”列入《電子信息制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》后,2012年9月,科技部又編制并印發(fā)了《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》,將激光顯示提升到戰(zhàn)略地位,提出“十二五”期間將大力發(fā)展激光顯示技術(shù)。另據(jù)中國(guó)電子視像行業(yè)協(xié)會(huì)大屏幕投影顯示設(shè)備分會(huì)舉辦的“北京激光顯示技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇暨產(chǎn)業(yè)化配套座談會(huì)”會(huì)議顯示,目前全球激光顯示產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)化前期,基于中國(guó)在激光顯示技術(shù)方面擁有較好的技術(shù)基礎(chǔ),中國(guó)正面臨著發(fā)展激光顯示產(chǎn)業(yè)的極大機(jī)遇。另外與已有的顯像管、液晶和等離子體等顯示相比,激光顯示也因具有眾多的優(yōu)勢(shì)而被被寄予厚望。

 

  一、色域空間大

  目前市場(chǎng)上銷售的顯示器件如:CRT,LCD,PDP,DLP投影儀以及電影放映機(jī)等的色彩再現(xiàn)能力均未突破NTSC制式的色彩空間,其色域空間僅能覆蓋人眼所能識(shí)別的色彩空間的31.8%,難以真實(shí)還原自然色彩,這一不足成為進(jìn)一步提高顯示質(zhì)量的重要障礙。對(duì)比傳統(tǒng)光源在色域方面,LED是很好的光源技術(shù),但由于其屬于泛光照明的特性,在高亮度、大屏幕顯示方面的不足,大大影響了LED在投影顯示技術(shù)上的應(yīng)用空間。與此不同的是,激光具有非常高的強(qiáng)度,這樣就為高亮度、大屏幕及超大屏幕顯示提供實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。激光光源是滿足各種高端顯示要求的最佳光源。所以業(yè)界將激光顯示技術(shù)稱為“人類視覺史上的一場(chǎng)革命”。#p#分頁標(biāo)題#e#

 

  二、光源壽命長(zhǎng)

  激光器產(chǎn)生的為單波長(zhǎng)可見光,電光轉(zhuǎn)化效率與傳統(tǒng)的顯示光源相比有極大提高,避免了傳統(tǒng)大功率光源放熱過高的缺點(diǎn)。激光光源使用壽命長(zhǎng),可長(zhǎng)達(dá)十年之久,相當(dāng)于傳統(tǒng)光源壽命的十至二十倍,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看使用成本明顯低于現(xiàn)在通用的傳統(tǒng)大功率光源,產(chǎn)品整體性價(jià)比明顯高于傳統(tǒng)產(chǎn)品,并且維護(hù)簡(jiǎn)便,總體維護(hù)成本低。

 

  三、環(huán)保節(jié)能顯著

  激光顯示作為新一代的顯示技術(shù)具有卓越的低能耗特點(diǎn)。以1,000萬臺(tái)平板電視每天工作4小時(shí)計(jì)算,年耗電共計(jì)29億度,如果這些家庭采用更節(jié)能的激光電視每年將節(jié)電20億度,近于幾個(gè)大型火力發(fā)電廠年發(fā)電量的總和,相當(dāng)于每年減少173萬噸二氧化碳的排放。同時(shí),激光顯示的核心部件在生產(chǎn)過程中不使用任何重金屬,沒有廢水、廢氣、廢物排放,是名副其實(shí)的環(huán)境友好型顯示光源。

 

  激光令廣色域和高亮度可以兼得,此外還有廣色域、高對(duì)比度、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),為各種應(yīng)用提供可能。如高端仿真、圖片工作室等需要高度顏色還原性和色域廣度的領(lǐng)域,汽車設(shè)計(jì)、醫(yī)療診斷、電影審片室等需要亮度顏色一致性和穩(wěn)定性的領(lǐng)域,以及戶外投影、建筑投影等需要極高亮度和各種自由度擺放位置的工程領(lǐng)域,激光光源都有著發(fā)揮用途的空間。

 

  另外,如果解決了安全性的問題,小功率的激光光源也可以作為家用機(jī)的備選項(xiàng),大面積的激光光源的普及也會(huì)在投影領(lǐng)域掀起綠色環(huán)保的概念,總的來說,業(yè)界都很看好這一革命性技術(shù)?!〖す夤庠串a(chǎn)品在大屏領(lǐng)域全面開花

 

  人類運(yùn)用激光技術(shù)已有很多年時(shí)間,在AV領(lǐng)域激光燈等產(chǎn)品也早已成為了隨處可見的普通商品,但是把它作為光源運(yùn)用在投影領(lǐng)域卻是近幾年的事。實(shí)際上,各大DLP廠家都在競(jìng)相研制激光光源產(chǎn)品,只是由于其技術(shù)原理限制,如何制造出一臺(tái)成本低廉、功耗可控、性價(jià)比高的產(chǎn)品才是阻礙激光技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。不過,就目前來說,這些問題正在慢慢得到解決,2012年,激光光源實(shí)現(xiàn)了全面突破,巴可在2012年6年舉行的CINEMACON展會(huì)上展示了55000流明的激光放映機(jī),隨后的8月,NEC在北京的BIRTV展出了激光數(shù)字電影放映機(jī),分辨率高達(dá)4K,開啟了光源之戰(zhàn),2012年10月,科視在北京石景山萬達(dá)影院IMAX放映廳,首次向亞太地區(qū)重要放映商演示了72000流明的激光電影原型機(jī)。

 

  InfoComm China 2013展, NEC、索尼再次為我們帶來的激光光源工程投影機(jī)的展示應(yīng)用。索尼在Infocomm2013上推出了全球首款采用激光光源的3LCD投影機(jī),該機(jī)擁有4000流明亮度、WUXGA(1920×1200)的分辨率。這結(jié)束了只有DLP產(chǎn)品有激光光源投影機(jī)的歷史,讓3LCD陣營(yíng)和DLP陣營(yíng)在新光源的競(jìng)爭(zhēng)中重新處于同一起跑線上。松下則另辟蹊徑展示了一款采用LED和激光光源的混合光源投影機(jī),該機(jī)亮度達(dá)到了3500流明。

 

  而在DLP拼接產(chǎn)品上,激光光源也已經(jīng)走向了實(shí)用化。從去年的InfoCommChina展會(huì)開始,就有數(shù)家企業(yè)推出了激光DLP背投單元產(chǎn)品,今年InfoComm展,激光光源DLP背投拼接墻產(chǎn)品再次成亮點(diǎn),如彩訊、賽麗等均展出了采用激光光源的背投顯示墻。

 

  激光光源的優(yōu)越性讓業(yè)內(nèi)認(rèn)定其必將成為下一代投影顯示的主流技術(shù),利用激光對(duì)傳統(tǒng)光源投影的全面出擊已經(jīng)拉開。最近兩年,在投影顯示方面前投、背投、微投、工程、商用激光光源產(chǎn)品無不出現(xiàn)。高端工程領(lǐng)域巴可、科視、NEC用超高亮三基色激光投影發(fā)力,商用市場(chǎng)以卡西歐、奧圖碼、優(yōu)派、明基為代表的企業(yè)都在跟進(jìn)。

 

  另一方面,LPD激光熒光體顯示技術(shù)產(chǎn)品也自展出后就受到不少人的關(guān)注,甚至被當(dāng)作為下一代主流顯示技術(shù)而寄予厚望。激光技術(shù)作為投影光源,是未來的發(fā)展趨勢(shì),但是短期內(nèi)無法完全取代LED也是事實(shí)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展,激光光源將會(huì)在投影界普及,到時(shí)必將引發(fā)顯示技術(shù)大革命,而且會(huì)徹底地顛覆傳統(tǒng)顯示領(lǐng)域。

 

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