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LED投影显示技术
LED 投影显示技术
刘颖、池勇、陈守龙、蔡振荣
(香港应用科技研究院有限公司,中国香港)
摘要摘要:相较于传统的投影光源,LED 具备瞬时操作、点光源、高亮度、低压操作等特性,
摘要摘要
加上高演色性与环保等附加价值,极其适合应用于微型投影这一个新兴产业,尤其在个人多
媒体产品正处于发展蓬勃阶段。三种主要的微显示器(LCD, DLP 与LCoS)各有其由于其工作
原理的不同,DLP 在光使用率上有绝对的优势,但考虑价格与技术成熟性,LCoS 应为目前
开发的主流。香港应用科技研究院亦在此领域着墨已久,目前有多款样机已经开发完成,并
已进入技术转移阶段。
关键词关键词:LED ;微型投影;LCD ;DLP ;LCoS
关键词关键词
一 引言
个人多媒体市场不断攀升,仅局限于“听觉”享受的MP3 已不能满足人们的需求,目前
多数数码产品如MP4 、PDA 、手机、游戏机等都更加注重带给用户“视听结合” 的完美享受。
然而由于携带式电子产品一直朝着轻薄短小方向发展,导致其显示屏的尺寸大受限制,也因
此限制了用户在视觉方面的享受。要想同时兼顾电子产品的小型化趋势与大尺寸显示,采用
微型投影模块不失为一种两全其美的方案。依目前产业的反馈,无论是在手机、MP4 或其
它携带式电子产品都有极大的兴趣整合微型投影模块。
目前全世界众多研发机构如德国Sypro Optics、英国Optoma、美国3M 和Microvision 、
日本三菱和东芝、韩国三星和LG 电子、台湾富士康、深圳红蝶、香港iView 以及本研究院
等都在对微型投影技术进行大力研发[1-11] 。就目前的研究现状来看,微型投影模块主要有两
种不同的显示方式:激光扫描式和微显示器件式。激光扫描式是扫描振镜反射激光而形成影
像;而微显示器件式光源照射具有一定影像调制的二维微显示阵列,从而投射出影像。激光
扫描式采用的半导体激光器发光效率较高,但是正因为单束激光的光强极高,如若直视光源
则对使用者的眼睛造成伤害,而且半导体激光器的体积和价格目前而言,应用在微型投影机
上还需要相当长的时间。微显示器件目前则有LCD 、LCoS 和DLP 三种技术共存,各代表
公司均在竞相研发推广。
近年来LED 技术发展势头迅猛,其超小型的体积为微型投影创造了机会,LED 发光效
率也在迅速提高,目前可达到100lm/W 左右,产业预期2012 年有望达到150lm/W。加上原
本就具备的寿命长、高演色度、低压操作与环保等优势,由于LED 具有点光源特性,是非
常理想的投影光源,产业界对LED 在投影领域的应用一向都投以热烈的期待,背投电视是
最早的产品切入点,但碍于背投电视的整体市占率是呈逐步下滑的趋势,目前在投影产业最
具产业前景的新世代明星产品是在“微型投影模块”上,以展现小型化与高亮度投影光源的优
势。
本文将就LED 作为投影光源,采用微型显示器件的微型投影显示技术进行具体阐述和
分析。主要涉及高亮度LED 、微型显示器件、主要竞争对手以及本研究院目前的研究现状。
二 微型投影之光源--高亮度 LED
LED 要应用于微型投影光源,一定要有足够的亮度和发光效率。自1968 年 LED 商品
问世以来,研究人员就在不断提高其效能,扩展其应用领域。70 年代,以磷化镓(GaP)、磷
化砷镓(GaAsP)为材质的LED ,波长约在550nm 以上,主要发红、黄、橘、绿等光,由于亮
度尚低,初期仅作为指示灯、数字显示等用途。随着材料科学日益突飞猛进,LED 的材料
开发亦不断演进,在1991 年HP(后LED 部门独立为今日的Lumileds)与东芝共同开发出以
磷化铝镓铟(InGaAlP)制成之LED ,具备高亮度的特性,使得LED 产业开始朝向高亮度发展。
1993 年 日本日亚公 成功开发出较高效率 的蓝光LED ;1995 年 日本日亚公司公 以双異质
结构的InGaN 族,成功将蓝光LED 的亮度推升至一个烛光以上,并于1996 年量产白光LED ;
1998 年 Lumileds 开始释出的第一个商业化之高亮度 LED ;2005 年 Osram 推出Hyper TOP
白光LED 发光效率 22lm/W ,2006 年推
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