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高亮度LED技术与应用趋势

  • 发布日期:2009-11-11 浏览次数1175

 近年來,電視機市場逐步轉變成為數位電視、前投式電視、背投式電視類的大型電視市場。這類投射型電視的顯示器使用的光源,無一例外的都是超高壓水銀燈,超高壓水銀燈在照明時,為了把蒸汽壓控制在200大氣壓左右而使用了大量的水銀。

 眾所周知,水銀的危害很大,為防止造成公害,避免使用水銀,目前尋找其替代品的開發研究很多,但是水銀是確保照明發光功率的必要條件,實在很難找到其他方便且適用的替代品。

 不過,照明時伴隨電流增大造成的電極消耗,高電壓和高費用,燈的使用壽命等問題又不得不解決,目前無水銀燈僅限於惰性氣體照明燈,和微波照明式的無電極燈。另一方面,2000年後,因為led的功率提高,它作為小型鹵素燈的替代光源受到了世人的矚目。

■CES 2006展覽上以led為光源的液晶投影機首度被發表

 從2006年初開始,以發光二極體為光源的液晶投影機相繼被發表,用以來代替傳統超高壓水銀燈的R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)三色發光二極體(LED)作為光源後,業者便積極的設計出小型且以電池驅動前投式液晶投影機,而且使用發光二極體作為光源的背投式液晶投影機,色彩表現範圍也超出100%的NTSC比。

 2006年1月,在美國拉斯維加斯召開的「CES 2006」上,利用LED為光源的液晶投影機首度公開,因此,在此之前一直處於秘密研發狀態的各大業者,隨後便向市場陸續公開研製的發光二極體光源背投式液晶投影機。

 此外,為了開發出更具特色的產品,以半導體雷射為光源的液晶投影機,也在積極地進行研發中,可以預見的是,隨著光源的不斷變化,液晶投影機也將發生巨大變革。

 其實,因為發光二極體具有很多優點,利用LED為液晶投影機光源的想法,從很早以前就有業者開始投入開發,例如,可以達到小型化、電池驅動、擴大色彩表現範圍、延長使用壽命等等的特色。

 傳統裡,液晶投影機都是使用超高壓水銀燈為光源,但是由於超高壓水銀燈啟動時,需要有數10KV的高壓(照明的瞬間會達到數百KV),因此,燈泡的溫度同時也會達到800℃∼900℃,在這樣的高耗電機構下,就必須使用交流(AC)電源驅動,及複雜的電源電路和必要的散熱解決方案。

 且因超高壓水銀燈和螢光燈發光的原理是一樣的,所以依靠汞的激勵來產生紫外線而發出高亮光源,因此從點燈開始,達到一定的亮度為時需要一定的啟動時間,而使用完畢關燈後的散熱,也需要耗費很長時間來達到冷卻的狀態。因為這樣的種種不便,液晶投影機相關業者便急需找到一種新的光源來替代超高壓水銀燈。

■以LED作為光源 可大幅度改善性能

 目前市場上主流的液晶投影機,是將超高壓水銀燈的白色光,特別分離成紅綠藍三種顏色,以達到高色域表現能力,但是,如果可以,能夠把紅綠藍三色光,直接利用可發光光源元件才是未來的發展趨勢。

 各液晶投影機生產商會投入大量精力到LED液晶投影機的開發上,是因為以發光二極體作為光源,可以具備大幅度性能改善的空間。在過去,LED的發光效率和光通量都不是很充足,尚不具備成為液晶投影機光源的性能。但近年來,隨著性能的大幅度提高,各大業者都認為LED已經具備了可以成為液晶投影機光源的特性,開始進行實際的研發。

 但在實際應用中不難發現,LED在前投式液晶投影機和背投式液晶投影機中的使用情況並不太一樣。背投式LED液晶投影機的投影表現,雖然不能說已經達到了與背投式超高壓水銀燈液晶投影機相同的水準,但基本上,也達到了同等的亮度。

 另一方面,因為被期待作為小型化的應用情況,前投式LED液晶投影機在亮度上的障礙就比較小,也不需要為了減小散熱設備和光學系統而大費周章的進行機構設計,所以很容易保持所需要的亮度。

 雖然說有這樣的優勢,但相對的,前投式LED液晶投影機的亮度,與前投式超高壓水銀燈液晶投影機相比就差得多,能夠投射出來的亮度只有10∼20流明,這樣的亮度根本不可能像前投式超高壓水銀燈液晶投影機那樣,在明亮的會議室裏也可清晰的把影像放大到30∼40吋。

 大部分的液晶投影機生產者對於前投式LED液晶投影機的銷售模式和前景都感到有一定程度的困難,雖然前投式LED液晶投影機的訴求點是體積小,而且可利用電池供電驅動,但使用時投影效果卻是遠遠比不上傳統的產品,一般的消費者根本不會接受,市場前景似乎是很不明朗。

 所以有液晶投影機的業者認為,雖然以目前來說,前投式LED液晶投影機馬上就可以投入市場,但因亮度的問題,使得在行銷上還是有一些困難,能夠期待的是,只有當LED液晶投影機的亮度,超過現在的使用超高壓水銀燈時,例如說超過100流明,才會更容易提高消費者對這項產品的接受度。所以目前大多有能力開發LED液晶投影機的業者,在產品投入市場時機上,採取了相當保守的態度。

 因此,很多液晶投影機業者都相當關心東芝,及較早之前投入市場的其他業者,前投式LED液晶

 

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