LED具有極佳的點光源特性,亦即很小的面積可以輸出高亮度光源,且隨著LED的流明亮度一路提升至1,000流明以上,現在的LED光源不僅可用于消費性及家用等級投影機,甚至可進軍辦公室及商用投影機。
有監于LED光源頗具有取代投影機傳統燈泡的市場潛力,因此晶元光電早在3年前便已開始布局投影機LED光源市場,且在該公司獨有Co-activation Service協同開發模式的導入下,晶元光電的投影機LED光源市場開發已見成果,其快速服務更成發展關鍵。
光機是投影機的心臟,其光學設計重點并不僅是追求亮度,還包括“光展度(étendue)”,也就是光束的面積與角度,且不同流明亮度、面板選擇及最終產品尺寸對發光區及發光面積皆會造成影響。
因此,相較于其它的LED應用領域,用于投影機光源的LED設計需同時顧及亮度與光展度,且對于LED的驅動、發光面積及光的控制角度都有極為嚴苛的要求,以40mil 雙晶的封裝樣品為例,甚至LED發光區邊緣間隙(Gap)的些微變化,對于光機效率的影響可高達20%。
導入協同開發服務模式 滿足少量多樣需求
投影機的LED光源設計需求基本上是少量多樣。然而,過去光機業者多是找上LED封裝業者提供LED芯片,而封裝業者僅是提供最接近客戶需求規格的產品,無法針對客戶需求客制化,因此光機廠商往往需多次更換LED芯片才能找到最適合的芯片,或者仍是無法找到。
光機業者與LED封裝業者之間的往返曠日廢時,嚴重影響產品上市時間。“要解決這個問題,光機業者從一開始就直接和LED芯片業者合作,這是最好的方式。”晶元光電市場營銷中心應用管理群處長陳守龍說。
晶元光電自3年前開始積極推動協同開發服務,此模式的核心概念在于“虛擬垂直集成”。在投影機此一產業領域中,晶元光電扮演的就是光機業者的上游LED光源設計伙伴;負責搞定相關的設計需求、技術難題并尋找合適的封裝伙伴。“我們能針對客戶需求提供客制化發光區面積的服務,”陳守龍進一步強調,“且非常快速,我們曾經在兩個星期內完成客戶交付的任務。”相較于其它國際大廠動輒數月的開發時程,晶電的彈性配合及交貨速度頗受投影機業者青睞。
因應各種光學架構 最佳化光展度及亮度
晶電之所以能提供如此彈性及快速的服務,關鍵因素之一,在于晶電擁有從紫外線到紅外線的全系列光譜芯片,能滿足各種投影機光學架構需求。
晶電市場營銷中心應用管理群副理張瀞云并強調,“投影機光源是利用RGB三原色混合成白光,一般的RGB比例是3:6:1,但是根據客戶不同的光學設計,這個比例也會微調,晶電都能配合客制化。”
值得一提的是,晶電是以熒光粉轉換型綠光取代直接綠光,以此跨越所謂的“綠色鴻溝(green gap)”,也就是綠光波段效率難以提升的問題。
晶電以專業芯片技術客制發光區面積,使光展度更佳;在高亮度方面,則是采用高電流密度(high current density)設計,使產品在高電流操作下能產生高亮度。目前晶電所開發的產品亮度,芯片發光尺寸1.1x1.63 mm單晶封裝可做到300 lm;2.3x1.63 mm雙晶封裝可達 600 lm。晶電現正研發可達1,000 lm亮度的尺寸。
投影技術輕薄化 推動創新應用
利用LED光源取代傳統燈泡,投影機的體積可進一步縮小、便于攜帶,且由于LED壽命長,因此可避免傳統燈泡平均每半年需更換一次的困擾,有助節省燈泡耗材成本。種種優點加持下,LED投影機市場前景看好。“投影機市場規模本來就在成長,2014年約800萬臺,年復合成長率達3至4成,而其中LED小型投影機市場量約80萬~100萬臺,我們認為隨著LED流明度增加,LED投影機的比例將逐年攀升。”張瀞云說。
除投影機外,投影技術應用還包括智能型眼鏡,例如Google Glass,以及抬頭顯示器 (Head Up Display)等,這些都是晶電積極開發的市場區隔。整體而言,LED光源的導入,讓投影技術能以更輕薄短小的形式存在,這也開啟了更多的創新應用可能性,陳守龍并強調,“在各種應用中,投影技術和智能型手機的集成最受期待,我們也持續關注并投入相關開發,準備迎接未來龐大市場的到來。”
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