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LED助力投影技术轻薄化 推动创新应用

导读: 相较于其它的LED应用领域,用于投影机光源的LED设计需同时顾及亮度与光展度,且对于LED的驱动、发光面积及光的控制角度都有极为严苛的要求,以40mil 双晶的封装样品为例,甚至LED发光区边缘间隙(Gap)的些微变化,对于光机效率的影响可高达20%。

   LED具有极佳的点光源特性,亦即很小的面积可以输出高亮度光源,且随著LED的流明亮度一路提升至1,000流明以上,现在的LED光源不仅可用于消费性及家用等级投影机,甚至可进军办公室及商用投影机。

    有监于LED光源颇具有取代投影机传统灯泡的市场潜力,因此晶元光电早在3年前便已开始布局投影机LED光源市场,且在该公司独有Co-activation Service协同开发模式的导入下,晶元光电的投影机LED光源市场开发已见成果,其快速服务更成发展关键。

 光机是投影机的心脏,其光学设计重点并不仅是追求亮度,还包括“光展度(étendue)”,也就是光束的面积与角度,且不同流明亮度、面板选择及最终产品尺寸对发光区及发光面积皆会造成影响。

    因此,相较于其它的LED应用领域,用于投影机光源的LED设计需同时顾及亮度与光展度,且对于LED的驱动、发光面积及光的控制角度都有极为严苛的要求,以40mil 双晶的封装样品为例,甚至LED发光区边缘间隙(Gap)的些微变化,对于光机效率的影响可高达20%。

    导入协同开发服务模式  满足少量多样需求

    投影机的LED光源设计需求基本上是少量多样。然而,过去光机业者多是找上LED封装业者提供LED芯片,而封装业者仅是提供最接近客户需求规格的产品,无法针对客户需求客制化,因此光机厂商往往需多次更换LED芯片才能找到最适合的芯片,或者仍是无法找到。

    光机业者与LED封装业者之间的往返旷日废时,严重影响产品上市时间。“要解决这个问题,光机业者从一开始就直接和LED芯片业者合作,这是最好的方式。”晶元光电市场营销中心应用管理群处长陈守龙说。

    晶元光电自3年前开始积极推动协同开发服务,此模式的核心概念在于“虚拟垂直集成”。在投影机此一产业领域中,晶元光电扮演的就是光机业者的上游LED光源设计伙伴;负责搞定相关的设计需求、技术难题并寻找合适的封装伙伴。“我们能针对客户需求提供客制化发光区面积的服务,”陈守龙进一步强调,“且非常快速,我们曾经在两个星期内完成客户交付的任务。”相较于其它国际大厂动辄数月的开发时程,晶电的弹性配合及交货速度颇受投影机业者青睐。

    因应各种光学架构 最佳化光展度及亮度

    晶电之所以能提供如此弹性及快速的服务,关键因素之一,在于晶电拥有从紫外线到红外线的全系列光谱芯片,能满足各种投影机光学架构需求。

    晶电市场营销中心应用管理群副理张瀞云并强调,“投影机光源是利用RGB三原色混合成白光,一般的RGB比例是3:6:1,但是根据客户不同的光学设计,这个比例也会微调,晶电都能配合客制化。”

    值得一提的是,晶电是以荧光粉转换型绿光取代直接绿光,以此跨越所谓的“绿色鸿沟(green gap)”,也就是绿光波段效率难以提升的问题。

    晶电以专业芯片技术客制发光区面积,使光展度更佳;在高亮度方面,则是采用高电流密度(high current density)设计,使产品在高电流操作下能产生高亮度。目前晶电所开发的产品亮度,芯片发光尺寸1.1x1.63 mm单晶封装可做到300 lm;2.3x1.63 mm双晶封装可达 600 lm。晶电现正研发可达1,000 lm亮度的尺寸。

    投影技术轻薄化  推动创新应用

    利用LED光源取代传统灯泡,投影机的体积可进一步缩小、便于携带,且由于LED寿命长,因此可避免传统灯泡平均每半年需更换一次的困扰,有助节省灯泡耗材成本。种种优点加持下,LED投影机市场前景看好。“投影机市场规模本来就在成长,2014年约800万台,年复合成长率达3至4成,而其中LED小型投影机市场量约80万~100万台,我们认为随著LED流明度增加,LED投影机的比例将逐年攀升。”张瀞云说。

    除投影机外,投影技术应用还包括智能型眼镜,例如Google Glass,以及抬头显示器 (Head Up Display)等,这些都是晶电积极开发的市场区隔。整体而言,LED光源的导入,让投影技术能以更轻薄短小的形式存在,这也开启了更多的创新应用可能性,陈守龙并强调,“在各种应用中,投影技术和智能型手机的集成最受期待,我们也持续关注并投入相关开发,准备迎接未来庞大市场的到来。”

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