2009年6月25日,第八屆中國國際大屏幕系統集成及投影視聽產品展覽會在北京農展館(新館)如期舉行。此次展會上,LED光源產品成為了一個當之無愧的“黑馬產品”。包括整機、引擎和光源產品,一條完整的LED光源投影產品的產業鏈已經形成,另外,科視在剛剛結束的Infocomm展會上推出世界首款LED光源背投拼接墻(參見:科視推出世界首款LED光源背投拼接墻),這一切標志著LED技術已經從襁褓中走出,正式進入商業化的實用階段。
LED光源被認為是人類未來最理想的光源選擇之一。長期以來全球眾多公司從事相關產品的基礎技術、材料和最終產品的研發。國內企業涉足LED光源項目的主要出發點是普通LED照明、裝潢和LED顯示大屏幕產品。部分企業也從事液晶電視或者投影機用的成像光源研制和生產。LED光源在國內已經有較好的產業基礎。

投影顯示用LED光源對產品色彩表現、發光效率、體積、穩定性等都有特殊的要求。長期以來,在普通照明領域,LED產品可以用陣列的方式解決照度不夠的問題,但是投影機要求的小型化面光源,卻只能依托產品發光效率的提升來實現。發光效率直接決定者單位尺寸空間容納的光源產品能夠提供的有效亮度,也就是直接決定著投影機產品的亮度指標。
如何提升LED光源產品的發光效率,使其符合投影產品應用所必須的亮度要求,一直是投影光源企業研究的重點。近年來隨著半導體技術和材料科學的日益進步,滿足投影產品應用的高效能白色和三原色LED光源產品的技術瓶頸先后被突破,最終在本屆大屏幕展上,LED光源大規模出現,表現出成熟的商業化應用的前景。
全球投影機市場,LED光源產品的應用拓展一直在進行。尤其是在微型投影、掌上投影產品上,得益于LED微型化、低發熱的特點,LED光源成為最佳的光源選擇之一。但是在商務型正投影機產品上,LED光源產品尚不能提供數千流明的亮度,因此尚未出現具體的應用案例。
在DLP背投拼接單元產品上,由于產品體積巨大,擁有充足的內部空間,因此,LED光源的應用也不用過于照顧產品體積小型化的要求。通過更復雜的光源組合和光路設計,在相對合理的成本下獲得良好的亮度效果的產品已經不再是技術上的難題。此次大屏幕展,就擁有光源、光引擎到整機的產品亮相,充分應證了背投產品優先利用LED光源產生產品革命的趨勢。
LED光源產品的大規模應用將為背投影電視墻產業注入嶄新的活力。LED光源可以大量的國產,也進一步擺脫了國內投影光源一項受制于國外巨頭的產業瓶頸,對于國內DLP拼接墻產業的發展意義重大。
LED(Light Emitting Diode),學稱發光二極管,簡稱LED,,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連接電源的正極使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。整體上就像是一個夾心漢堡。
LED的基礎知識可以追溯到50年前,那時候人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識,1962年,通用電氣公司的尼克•何倫亞克(NickHolonyakJr.)開發出第一種實際應用的可見光發光二極管。
最初LED用作儀器儀表的指示光源,后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用,產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例,在美國本來是采用長壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源,它產生2000流明的白光。
對于一般照明而言,人們更需要白色的光源。1998年白光的LED開發成功。可見光光譜的波長范圍為380nm~760nm,是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,但這七種顏色的光都各自是一種單色光。在可見光的光譜中是沒有白色光的,因為白光不是單色光,而是由多種單色光合成的復合光。由此可見,要使LED發出白光,它的光譜特性應包括整個可見的光譜范圍。理論上,人眼睛所能見的白光,至少需兩種光的混合,即二波長發光(藍色光+黃色光)或三波長發光(藍色光+綠色光+紅色光)的模式。由此可見,制造白光LED的本質是制造三原色光源或者是藍色和黃色光源。其中,上述兩種模式的白光,都需要藍色光,所以藍色光已成為制造白光的關鍵技術。
對于投影機產業所使用的光源,無論是白光方案還是三原色方案也繞不過藍色光這個環節。在三原色中藍色的波長是最短的,也是LED半導體發光技術最難高效實現的光源之一。因此,高純度藍色光源的突破成為了LED光源產品進入投影產業的關鍵技術點。
投影顯示產業采用LED光源產品可以帶來顯著的產品品質革命。其中最關鍵的一點是將投影光源產品的壽命從2000小時的水平提高到20000到10萬小時。對于DLP拼接墻產品則是從5000小時提升到60000小時。壽命的提升不僅意味著維護成本的降低,更意味著燈泡這筆耗材費用從此從該產業中消失。對于實際用戶這一變革的革命性意義非同尋常。
通常,一個燈泡的成本在一千元左右,甚至高達數千元人民幣。對于大多數DLP顯示墻功能,差不多每過六到八個月就需要更換一次燈泡。如果采用了LED產品,則在光機的全壽命中,可能僅需要更換一到兩次燈泡。考慮從其它條件導致的顯示墻產品換代,實際上采用LED光源的DLP顯示墻幾乎終生不用更換燈泡。
除了長壽命外,LED光源還擁有其它獨到的優點:
體積小:LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面,所以它非常的小,非常的輕。小巧的體積使得DLP拼接墻體的厚度更加可控,未來可以超薄方向發展。
耗電量低:LED耗電非常低,一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說:它消耗的電不超過0.1W。LED是一種綠色的照明技術,低能耗體現了未來電子產品綠色環保的發展方向。低電壓和低電流也是產品的供電部分設計更為簡單和可靠,并節約大量的成本。
高亮度、低熱量:LED比HID或白熾燈更少的熱輻射。同時,與傳統投影光源比較熱輻射水平更低。這樣不僅可以為工程師提供更加靈活的散熱設計余地,同時也體現了產品環保的特性。
環保:LED的環保不僅體現在其高效的能源利用率上,更體現在它的原材料和工藝上。LED是由無毒的材料做成,不像熒光燈等其他光源含水銀會造成污染,同時LED也可以回收再利用。
堅固耐用:LED是被完全的封裝在環氧樹脂里面,它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內也沒有松動的部分,這些特點使得LED可以說是不易損壞的。這符合工程應用和移動應用對產品穩固性的高性能要求。
可控性強:LED是典型的數字化光源,可以進行任意亮度水平的調整。同時,這種調整不會改變光源的任何色溫表現,提供高色彩穩定性的可控的光輸出性能。
價格:LED的優勢這么多,因此有人會懷疑他是不是會價格和昂貴,其實不然。LED技術正在飛快的進步,價格也在迅速的下滑。有人分析認為,三年后的產品價格可能只有現在的五分之一到十分之一。因此,LED目前的價格問題只是產業初期的局部現象,長遠來看,其單位亮度成本不會高于普通光源產品,甚至更低。
上文已經介紹過LED光源應用于DLP拼接墻產品將產生在產品擁有成本上的變化:巨額的燈泡耗材成本將從此消失。這將為用戶帶來產品應用和保養上的巨大便利。除此之外,LED光源的應用會在DLP箱體小型化、節能化、顯示性能的提升以及調校技術的進步上具有巨大的作用。
LED光源是一種集成化很高的產品。采用半導體工藝技術的特點使其擁有非常小巧的體積。同時其發熱量相對較低,散熱設計更簡單,因此采用該光源后的DLP箱體可以擁有更為輕薄的厚度。
節能的性能不僅體現在LED光源自身高效的發光效率上。采用三元光源的DLP產品光路不再需要色輪等分光部件。這一技術提升可以使能耗水平迅速提升兩倍,達到很好的節能效果。同時,在亮度調整上,LED光源的靈活性也會節約一部分能源。低散熱的特點更可以節約散熱所需要的能源,以及室內安裝附帶的空調費用。由此可見,LED技術帶來的節能革命是多方面的。
在控制技術上,LED光源具有純數字化和亮度調整不影響色溫表現的性能。同時減少了色輪的光路設計,也會增加整體光路性能的穩定性、可靠性,為用戶提供成本更低、性能更強的系統方案。
LED顯示技術還將帶來DLP背投顯示效果的革命,提供更高的對比度、色彩飽和度和層次感。與原有技術產品的效果將出現天壤之別。甚至,工程技術人員紛紛用看過LED就不會購買普通背投產品來形容這種差距。
LED光源在DLP拼接墻產品上的應用不僅顯著改變了DLP產品固有的一些產品的缺陷,更是徹底變革了DLP拼接墻技術與LCD液晶拼接墻技術的競爭格局。
自07年以來,LCD液晶拼接墻產品在國內市場獲得了較快的發展,市場占有率增長迅速。尤其是進入09年以來,更是呈現出飛速發展的態勢。液晶產品受歡迎的最重要原因包括液晶的現實畫面更加明亮鮮艷,給用戶提供更好的視覺享受;第二液晶技術采用的背光源具有長壽命的特點,達到50000小時以上的亮度半衰期;第三,采用平板顯示技術的液晶拼接墻更能夠節省用戶優先的工程空間,此外液晶拼接墻產品的價格只相當于DLP的三分之一。
液晶拼接技術的種種優勢被認為會導致,液晶拼接墻迅速的占據DLP的已有市場,并在產業格局上形成一邊倒的局面。但是隨著DLP背投拼接墻中LED技術的推出,液晶拼接墻技術的市場成長開始面臨新的考驗。
在于DLP競爭的過程中,LCD最致命的問題是拼接接縫可控性差,目前最好的產品依然有7毫米以上的縫隙,而DLP能夠做到0.5毫米的縫隙間距。液晶技術的邊框必須承載面板的信號數據和電源排線電纜,這是其接縫持續縮小的最大障礙。甚至,有分析認為,未來五年內,液晶產品在接縫水平上基本不可能達到接近現有DLP產品的水平。
應用LED光源之后,DLP拼接墻相當于在原有接縫、散熱和穩定性優勢不失的狀態下,再次獲得了顯著缺陷,例如顯示性能、耗材成本的根本改善,并在工程厚度上也能得到一定的進步。在產品技術革命性變化的背景下,液晶技術長驅直入代替DLP產品的趨勢已經發生根本性逆轉,DLP產品在拼接墻市場的壟斷地位極有可能會延續下去。
性能指標 |
液晶 |
普通光源的DLP拼接單元 |
LED光源的DLP拼接單元 |
亮度 |
500-800 流明 |
800-1000 流明 |
300-800 流明 |
對比度 |
1000:1 - 1500:1 |
2000:1 |
數千:1,甚至更高 |
色彩飽和度 |
92%(DID屏) |
<70% |
>120% |
功耗 |
200w(46英寸) |
300-500w(50 英寸) |
190w(50 英寸),甚至更低 |
壽命 |
50000 小時(背光) |
4000-7000小時(燈泡) |
60000小時(光源),或者更高 |
體積 |
輕薄 |
厚,較大 |
較輕薄 |
拼縫 |
有 |
最小 |
最小 |
整屏控制成本 |
較高 |
低 |
低 |
整屏控制速度 |
慢 |
快 |
最快 |
整屏均勻性 |
一致性差 |
好 |
最好 |
光路復雜度 |
面光源,簡單 |
存在色輪等分光系統 |
不存在色輪,光路簡單 |
光源可控性 |
模擬控制,色溫變化,不均勻老化 |
模擬控制,色溫變化 |
數字控制,色溫恒定 |
電源 |
高壓 |
高壓高電流 |
低壓,一般電流 |
散熱 |
復雜,可靠性一般 |
系統復雜能耗大 |
要求較低 |
噪音 |
一般 |
大 |
低 |
高海拔適應 |
需要特殊設計 |
需要特殊設計 |
適應各種海拔工作 |
本屆大屏幕展上,威創雖然未展示任何LED光源產品,但是作為國內電視墻行業的領導型品牌,威創依然向與會觀眾介紹了自己在LED光源產品上的成果,并用“抓緊研發,十一上市”這樣強烈的商業化信號,給LED光源在電視墻市場的商用化注入了一針強心劑。
威創表示,該公司一直密切關注LED光源產品的應用前景,并適時的切入到了商業產品的開發中。目前樣機產品已經完成,預計八九月間將能正式登陸市場。同時,威創認為,LED光源的切入將會是一種排山蹈海的速度,整個產業的跟進和轉折速度將是空前驚人,LED產品會在短期內取得絕大部分的市場份額。
在價格方面,威創的信息是“與目前普通光源產品相當”。這樣的表態可以理解為比目前產品會稍貴一些,但是依然處于同一價格層次,不會顯著增加客戶的一次性投入成本。這樣的價位將是支持該項技術迅速普及的重要支撐點之一。
此外,威創還向投影時代透漏了一個極具價值的信息。威創認為已有的DLP拼接墻產品在升級換代時,更換LED光源的技術產品將是重要趨勢,進而是整個DLP拼接墻產業,無論新老用戶都能享受到“無耗材”成本的巨大價值。在國內DLP首批顯示墻產品用戶進入產品淘汰期之際,LED技術將成為他們更換新產品的重要動力。
光鋒光電是世界上僅有的兩家從事LED投影機光源開發的企業,具有很好的系統集成經驗和大量產品出產。可以說是此次大屏幕展上,已經大量實現LED光源商品化的企業之一。此次,光鋒光電展示的重點是LED光源組件和LED光源在投影機中的應用。
光鋒光電重點展示了正投影機采用的LED光源產品,亮度覆蓋110流明到1000流明的產品線,這些產品具有技術性能穩定和結構緊湊的特點。光鋒光電表示,其中1000流明的產品由于新推出,應用較少,價格成本也較高,但是400到800流明的產品已經獲得了廣泛應用,也具有適合市場的價格。
光鋒光電除了提供正投光源外,也提供背投光源產品。出于商業秘密光鋒光電不便透漏國內背投顯示墻領域采用其產品的企業的名單,但是據稱已經有三四家企業達成了批量化的采購。光鋒光電表示,DLP拼接墻領域LED光源的大舉應用已經就在眼前。
會上光鋒光電還展示了一款應用LED光源的110流明掌上微型投影機產品。這款產品將于八九月間以其自主品牌在國內市場上市,屆時將成為市場同類產品中“體積最小巧”的LED掌上娛樂商務產品。
光鋒光電展出的另一款大型的1080i投影機則僅適用于LED光源性能的演示。在現場很不好的環境情況,這款產品依然能展示出LED產品在色彩、對比度、飽和度等方面的性能優勢。
作為一家專注于國內電視墻市場的企業,環宇藍博公司一直以科技創新作為推動產業發展的主要力量。其業務不僅涉足控制器、顯示單元、數字告示看板等產品,同時更是深入了DLP光機引擎等產業上游。大屏幕展上,環宇藍博展示了其獨立開發的LED光學引擎產品。
環宇藍博DLP投影光學引擎,是其最重要的一款傳新產品。展示現場不允許記者拍照,被視作企業的核心級機密。據介紹,環宇藍博已經在50英寸拼接單元上測試過該產品,能夠達到650流明的出色亮度表現,并具有其它方面的眾多優勢性能特征。
會場,環宇藍博表示這款產品該款產品將于09年八九月間在國內市場正式推出。至于產品的最終價格,環宇藍博的觀點是不會高于普通產品多少。在策略上,環宇藍博將采用更加有利于市場推廣和客戶認可的價格策略,帶動國內DLP拼接墻產業向LED光源技術的轉型。
環宇藍博作為國內一家重要的電視墻企業,率先開發并推出LED光學引擎,在一定意義上說明了LED技術的真正成熟。該款光學殷勤被認為是LED技術在DLP拼接墻領域正式商業化的標志產品。
在整機方面,本屆大屏幕展,觀眾依然沒有機會看到真正的LED技術下的DLP拼接單元的效果表現。但是作為國內LCOS投影機技術的領軍企業,河南中金光展示了一款采用LED技術的3LCOS背投影電視機產品。同樣是基于背投技術,同樣是LED光源,這款產品足可以從一個側面像人們展示,LED技術帶給投影顯示,特別是背投影顯示的巨大性能進步。
據現場工作人員介紹,該產品的亮度僅僅有200多流明:如此的亮度數值大大出乎意料,更與現場的出色觀看感受形成鮮明對比。與普通光源產品對比,該產品在綠色、紅色上的顯示效果格外出色,在整體畫面的層次性和鮮明度上也有著巨大的進步。
特別是,雖然整體亮度據稱只有200多流明,但是卻絲毫沒有影響其顯示效果的發揮,給人的視覺效果幾乎與四五百流明亮度的產品不相上下。這種現象是LED光源產品的最主要特點之一,那就是在感官上擁有更好的綜合效果。畫面色彩的高飽和度和對比度上的出色表現,在一定程度上能彌補亮度不足對視覺沖擊力的影響。
至于價格方面,中金光的工作人員并未給出準確的答案。只是告訴我們產品的價格不會較普通光源的產品高多少,會與傳統產品處在同一水平。
本屆大屏幕展可以說是LED光源產品的一次盛會,廠商多。關注的人更多,而且準確的傳達出一些列極其具有價值的信號,這些方面的亮點包括:
產業鏈完整,光源國產化:包括整機、引擎和光源的完整產業鏈參展,和新光源部分和引擎實現國產化,國內產業鏈的附加值得到極大提升。
價格并不高:包括光源、引擎以及整機企業,以上提到的四家代表公司都表示LED光源產品價格會與現有產品處于同一水平,不會出現“過高的定價”,市場售價將是客戶能夠接受的價格。
十一前正式商業化:光源方面已經能能夠隨時批量的提供高品質光源產品,整機和引擎方面都做出八九月間上市的表態,年底LED光源DLP拼接墻商業化已經箭在弦上。
原有產品可以升級到LED光源:原有普通光源DLP拼接單元產品升級LED光源產品的市場即將打開。這將為以往購買了DLP顯示墻產品的客戶產品升級提供明確的動力和方向,也為LED光源初期的推廣開拓出一片獨特的市場。
LED光源產品在DLP拼接墻領域普及會很快:雖然并不是每一家企業都贊同這個觀點,但是從主要推動廠家的積極表態依然可以窺見,LED產品將是一個迅速成熟的新技術產品,市場導入期不會過長。未來兩三年內國內DLP拼接產業將圍繞LED光源又一場巨大的變革。