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肖特Philippe Younes:激光激发陶瓷荧光转换材料志在更广阔的主流投影市场

来源:未知 人气: 发布时间:2018-09-12
摘要:肖特用100%荧光粉体原料制成的陶瓷材料,荧光转换效率高,高亮度、高稳定性、小体积、不淬灭,规模量产后成本亦可大大降低。


记者:麥博

 

肖特先进光学业务发展总监Philippe Younes

 

2018年9月5-8日,第20届中国国际光电博览会,德国特种玻璃和玻璃陶瓷研发制造商肖特(SCHOTT)公司展示了其研发制造的新型激光激发陶瓷荧光转换材料(以下简称「陶瓷材料」),开启了其在中国高端激光光源领域新的征程。

 

 

产品亮度、稳定性是激光投影产品非常重要的两个指标,工程、商用激光投影领域尤其如此。

 

此次光博会,肖特展示的陶瓷材料号称具备超高热稳定性,并可支持超高亮度,对此,《商显世界》记者采访了肖特先进光学业务发展总监Philippe Younes,了解了这种材料的详情,同时亦听到了材料研发背后的故事,以及肖特的市场拓展计划。

 

本文将采访内容简化整理如下,以飨读者:

 

要点:

·肖特用100%荧光粉体原料制成的陶瓷材料,荧光转换效率高,高亮度、高稳定性、小体积、不淬灭,规模量产后成本亦可大大降低。

·高端应用场景下,基于肖特陶瓷材料的投影设备,能达到25000流明以上超高亮度,若能提升热管理技术,还有进一步提升空间。

·激光电视是很好的产品形态,有肖特陶瓷材料的助力,将更为如虎添翼。此外,汽车(大灯)、医用(内窥镜)、搜救、舞台灯效等需要高亮光源的领域,亦是潜在市场。

·HLD受自身技术瓶颈限制,与激光投影应用差异化明显,不会与基于陶瓷材料的激光投影产品形成激烈竞争。

·中国市场非常重要,肖特与很多中国公司都有业务有联系、合作。

 

采访结束后,肖特先进光学业务发展总监Philippe Younes手捧激光激发陶瓷荧光转换材料与笔者在其光博会展位现场合影,右为肖特中国应用中心光学和家用技术玻璃经理李毅刚博士,在此感谢李博士现场提供的绝佳翻译

 

商显世界:此次肖特的主打产品——陶瓷材料,它的工作原理是什么样的?这种技术相对于以往的无机材料、有机材料优势在哪里?肖特大概是在什么样的背景下进入投影市场的?

 

Philippe Younes:当蓝色激光打上这种荧光转换材料时,材料会吸收蓝色激光,产生很强烈的白色或黄色荧光,反射光混合蓝光形成非常强烈的白光或黄光,这是它最基本的工作原理。

 

原理示意

 

这种原理并非新理论,早已有之。问题在于为何到目前为止,市场上很少见到这类材料被大量应用于高性能投影仪或其他产品上?这是因为到目前为止,以往的材料有一个致命缺陷:难以长时间保持较高的荧光转换效率,以至于不适合用在日常使用的产品上。

 

以往的材料,主要是黄色荧光粉通过一些有机胶混合在一起,形成薄薄的一层。这种材料由于散热等制约,其荧光转换效率无法持久。

 

市场驱动、需求驱动。大约在2012年,彼时市场上几家顶尖专业投影仪厂商找上门来,希望作为顶尖材料研发商的肖特能开发一种新的荧光转换材料,在保证高转换效率的同时亦保证足够长的使用寿命,避免荧光淬灭等现象。

 

就此,肖特开始了相关材料的研发工作。

 

期间,肖特试过很多方案,如将荧光粉混于某些有机材料或玻璃中,情况都不甚理想,最后索性将100%荧光粉体做成陶瓷,经对比,肖特认为陶瓷材料是最好的技术路线。这种材料完全满足了相关投影仪厂商的需求,保持高性能的同时可维持非常长时间的荧光转换效率不变,在维护、产品使用寿命等方面优势立显。

 

2015年,肖特就已研发成功这种陶瓷材料。起初只供应找上门来的几家专业投影仪厂商,表现良好。随着市场及肖特产能的扩大,2018年,肖特不再满足于仅向少数厂商供应,开始将这种陶瓷材料向公开市场广而告之,公开供应。

 

 

商显世界:工程、商用激光投影产品最重要的参数之一就是亮度,基于激光激发陶瓷荧光转换材料的工程、商用投影产品,能达到多高的亮度?

 

Philippe Younes:这种材料研发初衷即针对高端、专业投影市场,如影院、大型投影仪等,在这些应用场景下能达到25000流明以上亮度。不过25000流明远未达到这种高温烧结陶瓷材料的极限,之所以应用时亮度有限制,问题主要在于超高亮度下的大量发热,热管理是此时专业投影仪厂商最大的挑战。若有更好的热管理方案和技术,亮度值还能再突破。

 

 

商显世界:激光投影机发展这么多年后,为何肖特选择在这种时候、这种市场情况下,推出这方面的产品?

 

Philippe Younes:这种陶瓷材料起初供应的是专业投影仪市场,如电影院、大广场等,这些都是激光投影应用的顶尖领域,但它们并非主流应用,市场占比较小。

 

肖特这么好的陶瓷材料,亦可应用于更广泛的市场,包括教育、会场、企业内部等,这些领域对投影仪也同样有着高要求——高亮度、高稳定性、低维护成本等,肖特不愿意缺席广阔的激光投影主流市场。

 

同时,肖特在中国市场上也看到了一些非常有意思的应用,典型的如激光电视。激光电视是个非常好的主意,非常好的产品创意,相对于大尺寸平板电视而言,它更亮、体积更小、更便携、画面可以更大,更重要在于它只是一个小方盒子。

 

然而,激光电视的应用非常受制于高亮度光源。凭借这种陶瓷材料,肖特能帮助激光电视厂商使用更小但更亮的光源,激光电视厂商可借此与大屏幕LED、平板电视竞争。

 

激光电视用于家用市场,对于亮度和稳定性的要求会更高,因为家用市场无法接受频繁更换的光源「耗材」。如果激光电视使用肖特的陶瓷材料解决方案,可实现1万小时以上使用寿命且无没有任何亮度衰减。

 

 

 

商显世界:在工程、商用投影市场,肖特了看到哪些市场机会?

 

Philippe Younes:专业投影厂商、业内专家们已经达成了共识,到2020年左右,三分之一的投影仪市场都将使用固体激光的光源方案,原因有几点:

 

一、肖特的这类陶瓷材料技术已经成熟,开始大量、公开投放市场,这意味着投影仪厂商可取得高性能材料的供应;

 

二、近年来,蓝色激光器固态激光方案的功率越来越高,价格却越来越低,相比传统汞灯方案,其性价比优势逐渐显现,替代汞灯类产品的可能性越来越大。

 

汞灯(尤其高亮度汞灯)类产品,最大的问题在于亮度会随时间衰减,使用寿命短,用户体验不友好,维护费用高昂。基于肖特陶瓷材料的固态激光类产品,维护费用低,用户体验非常友好。

 

随着肖特技术和生产越来越成熟,产能不断扩大,材料单价有望显著降低。对价格很敏感的主流激光投影市场,厂商们非常愿意去投入研发其下一代的投影产品。面对大屏显示器产品强烈的竞争,陶瓷材料光源方案的激光投影厂商,有了反击反击、夺取市场的资本。

 

高端激光投影市场对亮度要求很高,动辄1万、2万流明以上。普通投影产品其实并不需要特别高的亮度,几千流明足矣,这类产品对价格非常敏感。相对于以往的无机材料、有机材料不耐热、激光功率不高、难以缩小体积的缺点,肖特凭借陶瓷材料高热稳定性、高功率密度且无热粹来现象的优势,努力将体积做得更小,将价格降低。借此,传统厂商可优化产品光路设计,缩小体积以获得客户欢迎。

 

 

商显世界:目前激光投影市场也受到了一些其他技术的挑战,例如HLD,肖特如何看待HLD的挑战?

 

Philippe Younes:HLD技术在发明之初是有优势的,彼时普通投影仪所需亮度并不高,3000-4000流明就够用了。而且,彼时蓝色激光器价格还非常高昂,HLD有其市场生存空间。然而,市场趋势是对亮度要求越来越高,HLD的局限就此显现出来。据我了解,HLD亮度超过3000都比较困难。肖特的陶瓷材料方案,亮度可轻松做到四五千流明以上,且性价比越发提升。HLD未来或许会在一些小细分领域或低端市场找到其一席之地,但显然,与肖特方案不是竞争关系的。

 

HLD技术还有其他限制,例如它很难扩展其屏幕尺寸,它似乎是用光波导方案,前面一颗一颗LED芯片,将光导入屏幕中,其技术天生存在局限性——LED密度难以提高,屏幕难以展宽,技术瓶颈明显,所以HLD技术灵活性亦不足,目前看来确实如此。

 

 

商显世界:除了投影行业,肖特的激光激发陶瓷材料还能用于哪些其他领域?这种技术对下游使用该技术的厂商有何影响?

 

Philippe Younes:肖特研发陶瓷材料,起初针对的是投影市场。随着技术逐步成熟,其更广泛的潜在应用领域亦逐渐显露而出,如激光汽车大灯,目前激光汽车大灯已出现在市场上了。还有医用领域,如内窥镜,需要非常小但却非常亮的光源。还有特殊的搜救领域,亦需要非常亮的光源,诸如此类。

 

在这些新兴的行业、应用领域,传统光源都有其局限,期盼新技术出现。肖特的陶瓷材料可帮助这些领域的厂商突破以往技术的局限,实现更好的应用,或在其基础上研发更多产品。

 

此外,舞台灯效、照明亦是一个很重要的领域,肖特方案可非常集中地将亮光打在舞台上,大舞台远距投光亦可胜任。加之更长久的使用寿命,舞台灯效、照明领域的应用未来可期。

 

除了材料研发本身,肖特在材料的使用和封装方面也投入了很多资源研究,起初供应荧光轮片等,未来还可制成光器件等,凭借更小体积等优势,可用于很多领域,加之高亮特性,理论上不同厂商可将其用于任意领域,照亮任何想照亮的地方。

 

商显世界:看得出,Philippe对自己的产品非常自豪。

 

Philippe Younes:的确,我为我的产品感到非常骄傲!我骄傲于肖特公司对我的大力支持,使产品得以完全从零开始直到成功。

 

肖特投入大量资源,依托自身强大技术力量,基于客户需求,从一个概念、从零开始,在短短几年内将其发展成这样一个很成熟的,非常受市场欢迎、非常有潜力的产品。

 

肖特每年都有很多创新,内部每年都评出最佳发明奖、创新奖等。今年,这种陶瓷材料荣获最佳创新奖。

 

肖特是德国企业,隶属于卡尔蔡司基金会,没有股东。与纯粹的上市公司不同,肖特很大部分资金来源于基金会,没有很大的股东分红压力、盈利压力,很大部分盈利用于研发、社会责任等方面。所以,肖特研发投入相当可观,这也是为何这种陶瓷材料得以从零开始研发成功、最终成熟的原因。

 

商显世界:最后一个问题,在中国市场上,肖特目前与哪些激光投影相关厂商有深入的合作?看重的是他们哪些方面的能力?

 

Philippe Younes:中国市场非常重要,这种陶瓷材料最初合作方也是家中国公司。中国是世界工厂,很多产品都在中国制造,所以肖特与很多中国公司都有业务有联系、合作。不过,基于各种保密协议,肖特不方便透露这些合作伙伴的名字,还请见谅。

 

 

题外话:

 

针对肖特此次展示的陶瓷材料,笔者就几点问题请教了深圳商显产促会常务理事单位深圳市帅映科技股份有限公司技术开发经理徐舟先生。

 

徐先生表示:工程投影亮度要求在6000流明以上,商用机则要求在3000流明以上,达到20000流明的一般是电影机、高端工程机。陶瓷材料适宜用于高亮度工程及影院投影等领域,其耐温特性较好,相较无机材料可耐更高温度。依帅映标准,产品须保证使用20000小时以上,亮度衰减在50%以内。

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