過去一年余來,包括激光顯示、VR/AR、3D全息等在內(nèi)的前沿智能顯示技術(shù)在多媒體視聽?wèi)?yīng)用市場(chǎng)都有高光表現(xiàn)。2016年更是被視為激光顯示元年,在視聽產(chǎn)業(yè)界內(nèi)也順勢(shì)刮起了一股激光顯示旋風(fēng)。從展覽展示到會(huì)議中心、從指揮中心到舞臺(tái)演藝,從家庭電視到院線放映……被業(yè)內(nèi)視為第四代顯示技術(shù)的激光顯示技術(shù),應(yīng)用發(fā)展勢(shì)頭已蓋過LED、OLED。
激光顯示掀起視覺革命
激光顯示技術(shù)以紅綠藍(lán)三基色激光作為顯示光源,具有色域范圍廣、壽命長(zhǎng)、光效率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。激光顯示的顏色表現(xiàn)力是目前傳統(tǒng)電視的2倍以上,且光源的壽命可達(dá)10年,是傳統(tǒng)光源的10-20倍。另外,激光顯示環(huán)保節(jié)能,功耗僅為傳統(tǒng)電視的1/3,且生產(chǎn)過程中不使用對(duì)環(huán)境有威脅的重金屬材料。因此,激光顯示具備傳統(tǒng)顯示行業(yè)無法企及的優(yōu)點(diǎn),是人類視覺史上的一次革命,是顯示技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。
1、壽命長(zhǎng),免維護(hù)。激光顯示使用激光器作為光源。激光光源的理論壽命可達(dá)20,000小時(shí)以上,是傳統(tǒng)光源使用壽命的10到20倍。再加之激光是冷光源,工作時(shí)溫度低,長(zhǎng)期來看老化較小、衰減較弱,可以減輕使用者維護(hù)的負(fù)擔(dān);
2、激光顯示大色域?,F(xiàn)有的顯示技術(shù)已解決了圖像顯示、圖像顏色以及顏色的清晰度等問題,未來顯示的發(fā)展趨勢(shì)是高清晰、大色域的革命。傳統(tǒng)的顯示技術(shù)如 CRT、LCD、PDP 和 DLP 等光譜分布為帶狀光譜,光譜寬,因而色彩重現(xiàn)能力差,僅能覆蓋人眼可測(cè)色彩空間的33%;激光光源發(fā)射光譜為線譜,輸出光譜寬度不到 1nm,狹窄的光譜寬度使得色純度接近 100%, 因而色彩分辨率高,色域覆蓋率可達(dá) 90,色彩飽和度為傳統(tǒng)顯示的 100 倍以上。激光顯示可實(shí)現(xiàn)保真度最高的全色顯示,是二維平面顯示發(fā)展的終極方向;
3、成像穩(wěn)定。傳統(tǒng)投影使用汞燈或氙燈作為光源,在工作中會(huì)大量發(fā)熱,加速光學(xué)成像系統(tǒng)的老化,長(zhǎng)久下來彩飽和度和對(duì)比度都會(huì)下降。液晶顯示技術(shù)也有缺點(diǎn),如在低溫下成像質(zhì)量會(huì)急劇下降。激光顯示成像的三基色對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)不會(huì)隨著時(shí)間、溫度的變化而變化,因此在各種溫度條件下呈現(xiàn)穩(wěn)定。穩(wěn)定的激光顯示器可以做到全天候持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),非常適合應(yīng)用在安防監(jiān)控和軍工等領(lǐng)域;
4、節(jié)能環(huán)保。激光因?yàn)楣馐较蛐詮?qiáng)、發(fā)散角小、光能利用率極高,功耗僅為傳統(tǒng)顯示技術(shù)的1/3。此外激光器的生產(chǎn)是采用半導(dǎo)體材料,生產(chǎn)過程中不使用對(duì)環(huán)境有威脅的重金屬。激光顯示器使用中耗能低、生產(chǎn)過程環(huán)保,是真正的環(huán)境友好型顯示設(shè)備;
5、光亮度高。激光焦點(diǎn)處的輻射亮度比普通光源高 100~1000 倍。激光顯示器可以輕易實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)明流的亮度,而更為高端的影院用投影機(jī)和工程投影機(jī),更是超過了5萬(wàn)明流的亮度。在2014年,巴可公司展出了高達(dá)7.2萬(wàn)明流的激光投影機(jī),是目前全球最亮的投影機(jī)。迪威視訊控股子公司中視迪威也已打造出全球第一套4K級(jí)50000流明激光投影系統(tǒng);
6、單熒屏無縫顯示?,F(xiàn)在廣泛使用的大屏是一般式將多個(gè)顯示屏幕拼接而成。通過拼接而來的顯示屏,存在并發(fā)碼流軟件、硬件昂貴,屏幕間顏色矯正復(fù)雜色差明顯、整體發(fā)熱量大能耗高、拼接處細(xì)節(jié)容易遺失、事故率高維修工作量大等問題。反觀激光顯示,具有投影方案簡(jiǎn)單、無拼接縫隙、無色差亮度、色彩自動(dòng)矯正能耗低、發(fā)熱量小易維護(hù)等優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)了拼接屏顯示的不足。
除了在技術(shù)上建立的優(yōu)勢(shì)以外,激光顯示在成本上也具備獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。首先激光顯示的生產(chǎn)裝備投資規(guī)模小,激光顯示產(chǎn)品生產(chǎn)裝備的投資,可以從幾千萬(wàn)美元到幾十億美元分期投入。其次激光顯示產(chǎn)品成本下降潛力大,隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和新技術(shù)的采用,將對(duì)激光顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生革命性的變革,在提升顯示器件品質(zhì)的同時(shí)大大降低成本。
截至目前,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,每種光源都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)比來看的話,三基色純激光優(yōu)勢(shì)是比較明顯的。
主流路線——三基色激光
現(xiàn)階段,熒光粉激光技術(shù)的應(yīng)用,解決了激光顯示在成本、環(huán)保和用戶體驗(yàn)的問題。不過,熒光粉激光投影機(jī)由于其光源性質(zhì),只能用單片DLP來實(shí)現(xiàn),無法應(yīng)用于大屏市場(chǎng)。此外,熒光粉DLP背投箱體產(chǎn)品只是改變了其光源壽命的問題,由于熒光粉激光產(chǎn)品產(chǎn)生的三色激光波長(zhǎng)與半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)不同,其效果非常一般,色域與汞燈的差別不大,效果一般。
而混合激光光源多用于DLP/LCD,其紅藍(lán)使用激光器,綠光使用LED,這種東拼西湊的東西解決的也是部分壽命問題,效果一般。
另外,今年年中旬,也有部分國(guó)內(nèi)廠商陸續(xù)發(fā)布雙色激光投影機(jī)。雙色激光投影機(jī)是在藍(lán)色激光熒光色輪技術(shù)的基礎(chǔ)上,增加了紅色激光器,能夠帶給激光投影更大的色域覆蓋、更好的色彩顯現(xiàn)、更豐富的紅色細(xì)節(jié)。當(dāng)然筆者見到的機(jī)型其實(shí)仍舊是“妥協(xié)”的產(chǎn)品。因?yàn)樵诩t色激光上,該產(chǎn)品仍舊沒有采用最優(yōu)質(zhì)的方案,其僅僅可以增加整體光源9%的發(fā)光效率,雙色激光光源的色域效果,與三原色激光差別仍然有一段距離。雙色激光被業(yè)內(nèi)視為技術(shù)過渡的一種現(xiàn)象,也是熒光粉路線轉(zhuǎn)向三基色的一種嘗試。
三基色純激光被業(yè)界視為最正統(tǒng)的激光光源,其具有色域廣、光效高、壽命長(zhǎng)、功耗低、一致性好、色溫亮度可調(diào)、穩(wěn)定、安全可靠免維護(hù)、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。
三基色純激光光源發(fā)展到現(xiàn)在為止,經(jīng)歷了兩個(gè)技術(shù)歷程:固體激光器階段和半導(dǎo)體激光器階段。
半導(dǎo)體泵浦倍頻激光器也就是固體激光光源,由半導(dǎo)體激光器(泵浦源)、激光晶體、倍頻晶體、輸出腔鏡等所構(gòu)成,具有產(chǎn)生激光過程復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差、可靠性差等特點(diǎn)。半導(dǎo)體泵浦倍頻激光器,中心波長(zhǎng)單一,其光譜寬度3nm以內(nèi),且模式為單模光源,對(duì)激光散斑的產(chǎn)生有很大的貢獻(xiàn),并且散斑顆粒非常大,使得消散斑過程非常復(fù)雜。
半導(dǎo)體激光光源是基于半導(dǎo)體芯片制備技術(shù)而研發(fā)設(shè)計(jì)的微型激光器,與LED芯片的生產(chǎn)過程類似,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功率穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
應(yīng)用市場(chǎng)版圖或?qū)⒅厮?/strong>
激光顯示以其技術(shù)成本上的優(yōu)勢(shì),在大面積顯示成像領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。主要應(yīng)用涉及安防監(jiān)控、指揮控制、電影放映、舞臺(tái)演藝、展覽展示、視頻會(huì)議、仿真虛擬現(xiàn)實(shí)、4D影院以及球幕、科普等領(lǐng)域。
以家庭影院/電視為例,作為一種全新的彩電顯示技術(shù),自2014年以來具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套基礎(chǔ)良好的激光電視,在海信、長(zhǎng)虹等本土企業(yè)推動(dòng)下,成為搶占商業(yè)先機(jī)的新亮點(diǎn),在智能化時(shí)代也給個(gè)性化、時(shí)尚化的消費(fèi)需求注入新動(dòng)力。
據(jù)中國(guó)電子視像行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的首份《中國(guó)彩電新型顯示技術(shù)發(fā)展白皮書》指出,激光電視對(duì)于65英寸以上市場(chǎng)具有較強(qiáng)的沖擊力,特別是與75英寸和85英寸液晶電視相比,性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯。
該白皮書還預(yù)測(cè),今年我國(guó)激光電視市場(chǎng)份額將達(dá)到350億元,市場(chǎng)潛力巨大。業(yè)內(nèi)專家也普遍看好激光顯示技術(shù)將在大屏幕高端電視市場(chǎng)逐步取代液晶電視,成為電視機(jī)歷史上的又一次劃時(shí)代主流顯示技術(shù)。有專家預(yù)測(cè),在5-10年間,激光電視將進(jìn)入普通家庭。
而一項(xiàng)被多次引用的數(shù)據(jù)顯示,激光顯示技術(shù)在激光投影這部分的市場(chǎng)將達(dá)到280億元。其中1萬(wàn)流明以上的投影設(shè)備年出貨量超過1萬(wàn)臺(tái),潛在市場(chǎng)空間在100 億元以上。
近兩年來,激光投影除了在指揮控制、展覽展示、數(shù)字影院、教育教學(xué)等傳統(tǒng)市場(chǎng)上攻城拔寨之外,其在建筑投影、社區(qū)影院/特種影院、電子沙盤、全息投影、高端家用、影像文化等細(xì)分市場(chǎng)的表現(xiàn)也讓人充滿期待。
未來激光顯示技術(shù)還可以在全息投影、手機(jī)投影等方面發(fā)揮重要作用,市場(chǎng)想象空間巨大。包括迪威視訊、光峰光電、海信等在內(nèi)的中國(guó)企業(yè)都在發(fā)力激光顯示業(yè)務(wù),打破國(guó)外技術(shù)壟斷,或?qū)⒊蔀橹鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)和品牌競(jìng)爭(zhēng)格局的重要力量。
與全息、VR/AR、人機(jī)交互融合
科技的進(jìn)步總是令人玩味,未來的激光顯示技術(shù)應(yīng)用將大有看頭。在技術(shù)融合應(yīng)用大趨勢(shì)下,激光顯示技術(shù)或?qū)⒉辉倬窒抻趩我坏娘@示屬性,而是會(huì)更多的與3D全息、VR/AR、人機(jī)交互等技術(shù)融合應(yīng)用,結(jié)合聲、光、電效果,通過對(duì)視頻、聲音、動(dòng)畫等媒體的組合應(yīng)用,帶給用戶全新高科技的視覺震撼。
本文作者:Charles