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激光顯示技術發展歷程及國內進展分析

文章來源: 銳進光電

2018-05-11 21:17:03

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 2016年在新型顯示領域,最吸引人的一個是OLED,另一個則是激光顯示,其分別對應于中小尺寸智能手機和大尺寸電視市場。近年來,除了在電視領域逐漸升溫,激光顯示作為下一代顯示技術,已經在教育、工程、交通、商場等諸多領域獲得廣泛應用。我國在激光顯示方面很早就開始布局,隨著上游器件、材料以及配套產業鏈的成熟,國內激光顯示產業也迎來了新一輪爆發期!

    激光顯示原理及路線

    雖然平板顯示技術早已走入我們的生活,但是對于激光顯示而言,大多數人還比較陌生。從原理上講,激光顯示技術主要依靠紅、綠、藍(RGB)三基色激光來呈現色彩。從激光顯示系統構成方面而言,目前主要有投影式和掃描式兩種形態。

    其中,掃描式激光顯示系統主要由激光發射器、調制器、偏轉器和屏幕組合構成。當系統接收到信號之后,分離成三色(RGB)圖像信號,經過處理過控制三色的半導體激光二極管發射出相應強度的光。再經過調制輸出和信號同步控制后通過光偏轉器的光束掃描到屏幕上形成圖像。但是這種方式最大問題在于成本高,綠色激光器制造工藝難度高,同時需要大的散熱系統,因此很難進入家庭。以三菱和索尼為代表的日企在這條技術路線上雖推出了相關產品,但是根本制約難題依舊未很好解決,因此也由先驅成為先烈,最后黯然離場。

激光電視顯示原理

激光電視顯示原理

    另一種投影式技術路線,系統結構相對簡單,主要由三基色激光光源、光學引擎以及屏幕構成。目前,主流技術是采用單色藍光通過激發熒光粉轉換以超短焦鏡頭投射的方式成像,稱為激發熒光粉方案。其最大的優勢是可以有效降低成本,有效解決散熱問題,體積更小,產業鏈成熟便于規模化生產及普及應用。目前國內激光電視廠商主要采用這種實現方案,而以視美樂為代表的國內企業已經實現光機的自主化,并通過上下游產業鏈布局,實現了激光顯示整機的批量化生產,使得我國激光顯示產業一躍成為國際領跑者!

    激光顯示技術發展歷程

    相對于其他顯示技術,激光顯示主要具有光源使用壽命長、效率衰減慢、維護成本低;色域空間大;亮度高;對環境影響較小;易于實現大屏顯示;節能環保等優勢。自二十世紀六十年代激光顯示第一次被提出來之后,大量學者開始進行相關方面研究。在二十一世紀初期,激光顯示技術研究實現了轉折性進展,大量工程樣機逐漸推出。到了2005年之后,激光顯示技術也開始進入了產業化前期,全球代表性企業都進行了相關嘗試。

    其中早期比較典型的企業有日本三菱公司、韓國三星電子和比利時巴可公司等。早在2009年,日本三菱公司就推出了65英寸的激光顯示電視,但是經過幾次“跳票”之后,最終也沒能引起很好的市場反響。而在2012年,巴可公司成功研發了激光數字電影放映機,主要用于替換傳統光源放映機。近期,巴可公司也推出了全球首款4K熒光粉放映機。

    近年來我國非常重視激光顯示技術的研發工作,在“863”計劃和中科院創新工程的支持下,中科院5個院所聯合攻關,2003年9月在國內率先實現了激光全色投影顯示,2006年1月研制出140英寸激光全色顯示原理樣機并通過了相關部門鑒定,鑒定結論為總體與國際同步,色域覆蓋率國際領先,2016年度國家重點研發計劃項目十八、十九、二十皆為三基色激光顯示技術課題。目前,我國在激光顯示技術方面與發達國家處于同一水平,色域等個別指標甚至優于發達國家,投影式激光顯示的配套關鍵件等核心技術均已攻克。隨著系列國家政策的大力扶持,我國投影式激光顯示產業規模已經領先于國際水平。

視美樂百吋激光電視

視美樂百吋激光電視

    其中最具代表性的當屬激光電視產品,目前國內已經具備規模化量產能力,這在全球范圍內都具有領先性。早在2014年視美樂公司就率先推出了100吋激光電視,采用LPD光源配合超短焦鏡頭,同時配備為激光光源量身定制的光學引擎,解決了傳統電視或客廳影院在尺寸、能耗、穩定性、成本等方面存在的問題,非常適合家庭客廳環境。同時百吋激光電視獨特交互體驗也顛覆了傳統客廳模式,使客廳成為一個集影院、電視、游戲、視頻通話、網絡購物與家庭教育、成員互動于一體的新型娛樂體驗,在市場上開創了激光電視風潮!

    我國激光顯示領域進展

    對于激光顯示產業而言,中國工程院許祖彥院士曾表示:“激光顯示將在超大屏幕/大屏幕、家庭影院/電視、微型投影/手機投影、計算機屏幕/游戲機等四個市場形成千億美元的規模。”而我國也將激光顯示作為民族產業發展,科技部《新型顯示科技發展“十二五”專項規劃》明確定義了激光顯示產業戰略地位,大力發展激光顯示和3D顯示為代表的下一代顯示技術。而在2016年國務院下發的《“十三五”規劃》中,將激光顯示列為新一代信息技術新型顯示項目的首位,繼續扶持激光顯示產業,加速激光顯示的產業化進程。

視美樂∮65mm轉盤型熒光體(熒光輪)工作原理示意圖

視美樂∮65mm轉盤型熒光體(熒光輪)工作原理示意圖

    在國家政策的大力倡導下,以視美樂為代表的國內企業紛紛布局激光顯示領域,產業規模迅速擴大。在激光顯示技術方面,視美樂首創的SLPL激光熒光光源技術,以藍色激光激發和激光熒光管技術為核心,藍光熒光激發技術徹底解決了激光顯示可能存在的輻射安全問題,激光熒光管技術突破了激光熒光技術在亮度上的限制,亮度可超過100,000流明,成功實現激光投影顯示光機的自主化開發與設計,擺脫了對國外產品的依賴,進一步推動了國內激光顯示自主化進程。

    在產業化方面,作為國內首家激光顯示研發與制造平臺型企業,視美樂目前已經建成國內最先進的激光顯示產品生產線,為激光顯示產業化積極做好鋪墊。近期,視美樂成為首家登陸“新三板”的激光顯示企業,對于推進國內激光顯示產業化進程具有里程碑意義!

    總結:

    毫無疑問,我國激光顯示技術及產業化已經處于世界領先水平。正如視美樂董事長陳龍所言,激光顯示為民族企業提供了“彎道超車”的機會,未來將在大屏顯示、家庭影院、工程投影、教育等領域取得更為廣泛的應用。而我國也將成為激光顯示領域的引導者

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