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芯片/顯示
激光顯示技術應用領域極其廣闊,有望造就每年千億市場
星之球科技 來源:光電匯OESHOW2017-07-13
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頭盔上能安裝超級小型彩色顯示屏,凹凸不平的物體表面也能看到色彩艷麗、圖像逼真的電視節目不久的將來,這都將成為現實,而這些
頭盔上能安裝超級小型彩色顯示屏,凹凸不平的物體表面也能看到色彩艷麗、圖像逼真的電視節目……不久的將來,這都將成為現實,而這些都是彩色激光電視技術所帶來的。
作為下一代顯示技術競爭的焦點,索尼、松下、日立、東芝、三菱、愛普生、三星、LG等知名顯示巨頭,紛紛加大在激光顯示領域的研發力度。自2005年至今,先后有多家公司推出激光電視概念樣機。
什么是激光顯示
“激光顯示”可將其按照字面意思分解為“激光”+“顯示”這兩個部分。正如激光切割、激光焊接、激光3D打印一樣,都是作為名詞的激光這種光源與某一具體應用動作的結合。
如果前面這些應用重在展示了激光作為“最快的刀”、“最準的尺”這一部分特性,那么激光顯示則回歸了“光”的本身,讓其作為“最亮的光”閃耀登場,滿足人對美好視覺效果的極致追求。
顯示是指通訊中以圖像方式顯示信息的器件。激光顯示,是繼黑白顯示、彩色顯示、數字顯示之后的“第四代顯示技術”。
黑白顯示從色彩層面上來講,還只能顯示黑白影像的顯示技術;彩色顯示解決了圖像呈現的色彩問題,讓人們進入了彩色世界;數字顯示可以接受、處理數字信號和模擬信號,解決顯示的清晰度(噪聲)問題。
在這三個顯示時代,由于傳統顯示終端僅能覆蓋人眼所能識別的色彩空間的30%,致使70%的色彩無法通過顯示讓人們來感知,因此走向了人眼分辨的極限。實現全保真圖像顏色的真實再現是下一代顯示技術的關鍵。
激光顯示,能夠在繼承數字顯示的優勢之上,以紅綠藍三基色激光作為顯示光源,實現色度學層面的突破,解決了顯示技術領域長期以來懸而未決的大色域色彩再現的難題,因而能夠最完美地再現自然色彩,自然是追求視覺效果的不二首選。
目前主流的激光顯示光源總共有三基色純激光、熒光粉激光、激光混合光源(激光和LED混合)三大類。
三基色純激光光源由激光器直接出光,效率更高,壽命更長,主要采用固體激光器和半導體激光器;熒光體激光是采用藍光激光激發熒光粉產生白光,其效率偏低,只有RGB激光1/4,熒光膠會老化,衰減快,色彩穩定性較差;激光+LED混合光源技術是將紅(高亮度紅色LED)、綠(藍色激光通過熒光體轉換為綠色)、藍(高亮度藍色LEDX1)三色,通過DLP芯片投影,即可不使用高壓水銀燈泡而實現高亮度投影。
從目前各自技術特點及重點應用產品比較來看,三基色純激光是高端激光投影機的標簽,采用該技術的投影設備可輕松達到20000流明以上的亮度;而熒光粉對應的是中低端投影機,最高亮度剛剛突破10000流明。兩種技術各有千秋,但從長遠來看熒光粉+藍光只能算是一種“過渡”;采用激光與LED結合的新型混合光源,可使投影機光源壽命長達30000小時,是超高壓汞燈光源使用壽命的5-6倍。
激光顯示具有哪些優勢
色域范圍廣
色域是指一個技術系統能夠產生的顏色的總和,色彩空間是指某種顯示設備能夠表現的各種色彩數量的集合,色彩空間越廣闊能顯示的色彩種類就越多,色域范圍就越大。而激光顯示色域空間大、色彩豐富、色飽和度高,顏色表現力是目前傳統電視的22倍以上。
壽命時間長
激光屬于冷光源,因此在激光投影產品的過程中不用擔心過熱和散熱問題,打破傳統光源的電光轉換模式,壽命可長達10年,是傳統光源壽命的10~20倍,長遠來說維護費用和使用成本低。
投資規模小
生產裝備投資規模小,激光顯示產品生產裝備的投資,可以從幾千萬美元到幾十億美元分期投入。
生產使用過程環境友好
激光光束方向性好,光亮度高,功耗僅為傳統顯示技術的1/3,非常符合節能減排的國策,同時激光光源生產過程中不使用對環境有威脅的重金屬材料,屬環境友好型光源;
無縫顯示圖像完整
激光顯示能夠實現真無縫顯示,徹底消除圖像邊緣的物理拼縫,實現圖像的完整一體化、無失真、多通道無縫拼接。在如今追求大熒幕、無縫顯示的市場需求下前景廣闊。
激光顯示技術的國內外發展情況
激光顯示憑借其上述優點,在大屏幕激光家庭影院、數字電影、軍事指揮、展覽展示、便攜顯示終端以及空間科學等領域有著廣泛的應用,有望造就一個千億/年的市場。
當前國內外激光顯示技術總體研究水平已初步具備了產業化基礎,2015年全球激光顯示產品的市場增長率超2014年的10倍,處于產業快速增長的初期,國際知名企業和研究機構均有部署,行業競爭日趨激烈。
國際上如日本Sony,三菱電氣、精工愛普生、韓國三星、美國德州儀器、德國歐士朗、耶拿光學等巨頭正在加緊該技術的研發。尤其是日本政府高度重視激光顯示技術,現在正以國家的力量加速開發,意欲保持其顯示器產業大國的地位。
國際激光顯示技術已發展到產業化前期階段,核心關鍵技術的工業化和配套產業的培育以及應用示范成為當前的發展重點。
20 世紀80 年代末,激光全色顯示技術進入我國863 計劃。經過多年的研究積累,我國已經在激光全色顯示技術領域擁有較完整的自主知識產權鏈。
有關激光顯示方面的專利,目前世界上有900余項專利,中國持有100余項專利。我國已擁有的大色域激光顯示核心專利,幾乎覆蓋了大色域激光顯示技術最基礎的部分。
同時,產業化進程正在逐步加快。2014年以來,國內廠商集中爆發,視美樂、中視迪威、海信、長虹等廠商紛紛推出激光顯示終端產品,逐步引導全球激光顯示技術的發展。
總結
許祖彥院士預測,2020-2025年激光顯示技術是下一代顯示市場的“主流”。自從2015年我國進入激光顯示元年,激光顯示產品不斷問世。中國龐大的電視以及投影顯示市場,使得家電、視頻媒體、互聯網企業紛紛入局,從技術、市場、資本等多領域為激光顯示的產業化開疆拓土。我國的激光顯示道路任重而道遠。
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