一、投影機始祖——CRT投影技術
CRT投影機的歷史可以追溯到上世紀50年代,當時主要應用在商務飛機上,進行錄像帶的播放。到了80年代,個人電腦的迅速發展,使得文本和數據展示的市場需求越來越大,促使了CRT投影技術的長足發展。投影技術的應用領域開始滲透到會議室、教師和劇院等。80年代中后期,隨著計算機工作站和圖形處理軟件的廣泛應用,也就相應地產生了能投影高分辨率圖形和動畫的圖形投影機。1989年第一臺LCD投影機面世,結束了投影機市場上只有CRT一種技術的局面。1994年,家用投影市場萌芽,CRT投影機相對于當時的LCD投影機技術更成熟,因此開始進入高端家庭影院。但在1996年3LCD技術推出、第一款DLP投影機橫空出世,CRT投影技術便開始走下坡路,并迅速淡出人們的視線。
二、獨步市場十年的LCD技術
 一直以來人們都習慣性地認為LCD技術誕生于日本,實際上這項技術最原始的推動者卻是美國企業。1888年澳大利亞植物學家F.Reinitzer首先發現液態晶體(簡稱液晶)的存在,并開啟了之后相關的基礎研究與發展之門。1968年美國RCA公司科學家G.H.Heilmeier根據動態散射效應,將液晶做成顯示屏(LiquidCrystalDisplay,LCD),形成LCD產業的雛形,但卻一直沒有將該技術商品化。直到1973年,日本夏普成功開發出以LCD技術為顯示面板的計算器和手表,并帶動許多廠商如日立、NEC、東芝等加入LCD產品開發生產的行列。將LCD技術應用到投影設備的是愛普生,該技術是利用液晶在電極的作用下發生排列變化,使透過LCD芯片的光源通過鏡頭投射出圖像。誕生于1989年的愛普生VJP-2000,便是全球第一臺LCD投影機。盡管作為當時的最新技術,LCD投影機還是基于單片結構而存在性能和色彩方面的缺憾,開口率和分辨率都極低。直到1995年單片LCD投影機才正式投入市場,緊接著1996年又推出了3LCD技術,在穩定性和色彩表現方面有了突破。索尼也加入到研發LCD芯片的行列,但在2004年宣布停止向外提供其生產的LCD芯片,僅供內部使用。至此,LCD投影技術被愛普生和索尼兩家所壟斷。
從最初的D1代芯片到D6代HTPS-LCD芯片,愛普生LCD投影技術經歷了十多年的發展,并獨步市場達10年之久,直到2003年DLP投影機后來居上,兩分天下的局面方才形成。面對DLP的燎原之勢,愛普生、富士通、日立、松下、三洋和索尼在2005年初成立“3LCD”同盟,在技術發展和產品宣傳上加強合作,以保持其市場主導地位。
三、DLP——后來居上的耀眼新秀
1987年,德州儀器公司LarryHornbeck博士研發出第一塊數字顯微鏡裝置(DigitalMicromirrorDevice,DMD),到1996年,數據光學處理(DigitalLightProcessing,DLP)技術正式商品化走向投影顯示市場,第一款DLP投影機面世,僅比LCD投影機晚了7年。
DLP技術的核心是由數以萬計被微型鏈鏈接固定的鏡片所組成的數字顯微鏡系統,這些鏡片沿光源前后傾斜,反射出或亮或暗的灰色陰影,經過色輪過濾后投射出彩色圖像。
最初的DLP芯片雛形分辨率僅16×16,而早期的DLP投影機亮度亦僅300流明,這意味著只有在較為黑暗的環境里才能看到它。盡管如此,DLP技術的兩個差異化的市場戰略還是給其技術發展做出了很好的指導作用,并且迅速占領市場,給LCD投影技術帶來很大壓力。一是“便攜化”戰略,從一開始,DLP投影機已經嶄露出來的優勢就是“便攜”,盡管早期的DLP投影機標準重量達10.5公斤,但較之同期的LCD投影機已算輕便。DLP投影機在入市初期正是憑借著這一優勢,從1997年僅重6磅的InFocus的LP420到2005年三星的口袋投影機,DLP投影機不斷推出新品刷新“便攜化”的概念,席卷對移動性有著熱切需求的商務市場,從而在市場上站穩了腳跟,并在2006年首次在全球市場上拿下超過五成的市場份額,與LCD技術平分秋色。二是高端戰略,三片式DLP投影機被應用于高端的工程和影院項目,彌補了過去LCD投影機無法解決的高分辨率和高穩定性的技術空白。
四、LCOS在堅持與放棄間掙扎
分別被德州儀器、愛普生和索尼壟斷的DLP和LCD投影技術瓜分著日益壯大的市場蛋糕。眼饞的其他廠商開始努力研究出新的技術,試圖打破壟斷。LCOS技術在1995年開始進行研究,很快JVC就開發出名為D-ILA的LCOS專利技術,并在1999年INFOCOMM展覽會上推出全世界首款LCOS投影機。
LCOS的英文全稱是LiquidCrystalonSilicon,不難看出這是一項從LCD發展起來的技術,其結構是在基板上涂上一層硅晶。實際上LCOS技術可以看作是取LCD和DLP兩家之長的改良型技術,它的基本原理于LCD技術相似,區別在于它利用的是與DLP相似的反射式架構。
2001年生產LCOS產品的廠家擴大至9家,包括JVC、日立、三洋、3M、飛利浦、三星、臺灣的前錦科技和世界顛峰。臺灣繼LCD之后又掀起了LCOS技術的生產熱潮,成立了LCOSMicrodisplay企業聯盟?梢哉f,LCOS技術在發展初期被普遍看好,吸引了眾多的廠商進入并不斷追加投入。
但是,轉折點出現在短短的4年之后,多個大型廠商相繼宣布中止LCOS計劃,許多臺灣LCOS廠商也放棄LCOS技術,紛紛轉向生產LCD和DLP產品。原因主要在于LCOS面板的良率過低,不能降低成本,遏制量產。LCOS技術似乎還在導入初期就面臨發展的停滯。在這里,有四個重要廠商的動作值得關注。
一個是美國的Three-FiveSystems公司,該公司在2000年開始生產LCOS面板,后來還加入了臺灣的LCOS企業聯盟。2003年初Three-FiveSystems將LCOS業務剝離,成立了獨立的Briilian公司,與中芯國際達成合作協議。2005年3月,由于生產延誤和供應問題,Brillian的LCOS顯示市場初步沖擊受挫,同年7月面臨財務困境,采取了收購LCD電視供應商Syntax的辦法,希望通過LCD市場獲得更強的財務根基,保持公司發展LCOS技術的生存資金需求。合并后的SyntaxBrillian與南陽中光學集團合資建立×××,啟動中國LCOS光學引擎生產線。
二是索尼公司,在既有LCD技術專利的情況下,也跟進LCOS技術的研發,推出SXRD專利技術。在2004年生產出分辨率為4096×2160的LCOS投影機,應用于數字影院放映。2005年推出VLP-VW100,一年后又推出升級版VLP-VW50,均面向高端娛樂市場。
三是飛利浦公司,早在2001年就推出單片LCOS顯示技術,鎖定HDTV市場。2003年追加2000萬歐元投入,用于LCOS芯片量產,但是在2004年繼惠普、東芝、三星之后宣布中止LCOS計劃。
四是IT巨頭英特爾公司,在2004年1月高調宣布進入LCOS領域,沖擊家用市場。眾多OEM廠商和高清電視零部件生產廠商與其合作,開發應用該芯片的產品,包括富可視、TCL、創維、以及臺灣的致伸科技等。但是這個計劃一拖再拖,在同年10月份宣布放棄計劃。
后兩個企業在中止LCOS計劃時公開給出的原因與其他在LCOS征途上倒下的眾多廠商幾乎是一致的,就是LCOS的技術難題未得到突破,無法使LCOS產品達到預期的性能指標和經濟回報。然而,前兩個企業卻不屈不撓地一直堅持LCOS技術的研發與應用,并在近期重新點燃人們對該技術的關注,風并非自空穴。目前LCOS技術的主要生產者包括Syntax-Brillian、Aurora、MircoPix、Mircodisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight、Varitronix、SONY、HITACHI、JVC、Elcos、Gemidis、奇景、香港科技大學、精電、南開大學。LCOS投影技術較之目前兩種主流技術,具有高分辨率、高光效率、高對比度和高色彩飽和度等優點,而且目前尚未出現壟斷狀況,頗有市場發展潛力;但是作為一種尚不完熟的新技術,它還存在生產成本高、性能不穩定等不足。
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